more »

more »

Principio de conservación del momento angular

En la página anterior, demostramos que el momento de las fuerzas que actúan sobre un sólido rígido hace cambiar el momento angular con el tiempo

El principio de conservación del momento angular afirma que si el momento de las fuerzas exteriores es cero (lo que no implica que las fuerzas exteriores sean cero, que sea un sistema aislado), el momento angular total se conserva, es decir, permanece constante.

Problema

Para practicar el principio de conservación del momento angular, se resuelven problemas semejantes al del enunciado siguiente.

Una bala de 0.2 kg y velocidad horizontal de 120 m/s, choca contra un pequeño diente situado en la periferia de un volante de masa 1.5 kg y 12 cm de radio, empotrándose en el mismo. Suponiendo que la bala es una masa puntual, que el volante es un disco macizo y homogéneo (no se tiene en cuenta el pequeño diente). Calcular:

• La velocidad angular adquirida por el sistema disco - bala después del choque
• La pérdida de energía resultante

Planteamiento

Este problema es de aplicación del principio de conservación del momento angular por que las fuerzas exteriores actúan en el eje del disco que permanece fijo, el disco solamente puede girar en torno a su eje no puede trasladarse. El momento de dichas fuerzas respecto del centro del disco es cero, por lo que el momento angular respecto del centro del disco es constante.

El momento angular inicial es el momento angular de la partícula

L_i=mdvcosq

El momento angular final es el del disco con la partícula empotrada a una distancia d del centro del disco, girando con velocidad angular w . El momento angular final es el producto del momento de inercia (del disco más la partícula) por la velocidad angular de rotación.

Aplicando el principio de conservación del momento angular, calculamos la velocidad angular w de rotación del sistema formado por el disco y la partícula empotrada en él.

La energía perdida en la colisión es igual a la diferencia entre la energía final de rotación del sistema formado por el disco y la partícula empotrada en él, y la energía cinética de la partícula.

more »

Conservación de la cantidad de movimiento

Recuerda el teorema del impulso mecánico:

F⃗ ⋅△t=△p⃗ 

Si la fuerza resultante es nula, también será nula la variación el momento lineal, lo que equivale a decir que el momento lineal es constante:

F⃗ =0⃗ ⇒△p⃗ =0⃗ ⇒p⃗ =cte→

Si te fijas, la conservación de la cantidad de movimiento de un cuerpo equivale al Principio de inercia.

Si la resultante de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es nula, su momento lineal o cantidad de movimiento es constante y si la masa del cuerpo es constante, su velocidad también lo es. Este razonamiento lo podemos expresar así:

F⃗ =0⃗ ⇒△p⃗ =0⃗ ⇒mv⃗ =cte→

y si

m=cte⇒v⃗ =cte→

La conservación de la cantidad de movimiento se puede generalizar a un sistema de partículas.

Un sistema de partículas es un conjunto de cuerpos o partículas del que queremos estudiar su movimiento.

La cantidad de movimiento o momento lineal de un sistema de partículas se define como la suma de las cantidades de movimiento de cada una de las partículas que lo forman:

p⃗ =p⃗ 1+p⃗ 2+...+p⃗ n

Aunque la cantidad de movimiento del sistema permanezca constante, puede variar la cantidad de movimiento de cada partícula del sistema. El principio de conservación de la cantidad de movimiento es un principio fundamental que se cumple sin ninguna excepción y así se ha confirmado experimentalmente.

Principio de conservación de la cantidad de movimiento:
Si la resultante de las fuerzas exteriores que actúan sobre un sistema de partículas es nula, la cantidad de movimiento del sistema permanece constante.

En el siguiente simulador puedes ver el caso de la explosión de una masa que se divide en varios trozos.

Antes de la explosión, el sistema tiene una sola partícula de masa M con una velocidad 0, por lo que su momento lineal es p_antes = 0. Tras la explosión el sistema tiene varias partículas y el momento lineal de cada una es m_i·v_i. La suma vectorial de los momentos lineales de todas las partículas tras el choque también es cero.

more »

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

En 1847, el físico, James Prescott Joule enuncia el Principio de Conservación de la energía.

El Principio de Conservación de la energía expresa que "la energía no se crea ni  se destruye, se transforma".

Esto quiere decir, que la energía puede transformarse de una forma a otra, pero la cantidad total de energía siempre permanece constante.

Por ejemplo:

Estando en la máxima altura en reposo una pelota solo posee energía potencial gravitatoria. Su energía cinética es igual a 0 J.

Una ves que comienza a rodar su velocidad aumenta por lo que su energía cinética aumenta pero, pierde altura por lo que su  energía potencial gravitatoria disminuye. 

Finalmente al llegar a la base de la pendiente su velocidad es máxima por lo que su energía cinética es máxima pero, se encuentra a una altura  igual a 0 m por lo que su energía potencial gravitatoria es igual a 0 J. 

FIGURA 3-4  La energía potencial gravitatoria que posee la pelota, debido a la altura a la que se encuentra, empieza a transformarse en energía cinética al comenzar a moverse la pelota.

Principio de la conservación de la energía 1... por plandeinclusioneducativa2

Principio de la conservación de la energía 2... por plandeinclusioneducativa2

more »

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN 

(En Mecánica Clásica)

more »

APLICACIONES DE LAS LEYES DE NEWTON from CarolRf

more »