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Cantidad de movimiento e impulso mecánico

unto a la cantidad de movimiento es posible introducir una nueva magnitud dinámica que se denomina impulso mecánico. Si se despeja ∆p de la ecuación (2.15) se tiene:

(2.16)

Escrita de este modo, la segunda ley pone de manifiesto que los efectos de una fuerza Fen orden a modificar la cantidad de movimiento pde un cuerpo no van a depender únicamente de la fuerza actuante, sino también del intervalo de tiempo ∆t durante el cual la fuerza actúa.

Los mismos efectos se podrán conseguir con fuerzas intensas que operan durante tiempos cortos que con fuerzas más débiles que actúen prolongadamente. El producto F· ∆t es precisamente el impulso mecánico I:

y su relación con la cantidad de movimiento resulta inmediata:

(2.17)

Por tanto, el impulso mecánico es igual a la variación de la cantidad de movimiento, lo que equivale a decir que la acción de una fuerza actuando sobre un cuerpo durante un tiempo dado se emplea en variar su cantidad de movimiento.

La ecuación (2.15) permite deducir cuáles serán los efectos dinámicos de una fuerza constante y compararlos con los de otra instantánea. Si sobre un cuerpo dado se aplica una fuerza constante a lo largo de un amplio intervalo de tiempo el cuerpo incrementará su cantidad de movimiento y, por lo tanto, su velocidad a un ritmo constante.

En el momento que cese la causa (que la fuerza deje de actuar) cesarán también los efectos: a partir de entonces no habrá variación de velocidad y el cuerpo proseguirá con un movimiento rectilíneo y uniforme, conservando la velocidad alcanzada en el último instante del intervalo.

Si la fuerza es instantánea su tiempo de actuación resulta sumamente pequeño. Un golpe de un martillo o una colisión de una bola con otra puede asimilarse a fuerzas instantáneas. En tales casos los efectos consisten en que en ese pequeño intervalo de tiempo durante el que la fuerza actúa, el cuerpo móvil aumenta su cantidad de movimiento muy rápidamente para, a continuación, mantenerla constante si ninguna otra fuerza actúa sobre él.

En la naturaleza pocas veces las fuerzas pueden considerarse como constantes. Por lo general las fuerzas varían con la distancia entre los cuerpos y, por tanto, la rapidez con la que cambia la cantidad de movimiento no se conserva durante la interacción. Una pelota de tenis al ser golpeada por la raqueta se empotra literalmente en la malla, tal y como revela la fotografía de alta velocidad.

El contacto, aun cuando dura una fracción de segundo, no da lugar a una fuerza constante, sino que ésta es máxima cuando lo es la deformación e irá disminuyendo a medida que tanto la superficie de la pelota como de la malla recuperen progresivamente su forma inicial.

Sin embargo, el estudio dinámico del movimiento de la bola se simplifica cuando se considera la fuerza media, lo que equivale a tratarla como constante durante el intervalo de tiempo que dura la interacción.

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