Autor Tema: Cantidad de movimiento

0 Usuarios y 1 Visitante están viendo este tema.

18 Septiembre, 2022, 03:24 am
Leído 703 veces

@pol

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
  • Mensajes: 30
  • País: ec
  • Karma: +0/-0
Me ayudarían indicando si esta correcto mi análisis gracias.


Indica la acción y la reacción para cada una de las siguientes situaciones de conservación de la cantidad de movimiento.

a) Cuando inflas un globo y lo sueltas, colocando un corcho en la abertura, el aire sale con mayor regularidad y el globo asciende lentamente.
acción
 salida de la presión de la masa de aire generando una fuerza.
reacción
el aire del exterior genera una fuerza que asciende el globo.
b) Al saltar de una lancha al muelle, esta puede alejarse los suficiente para que la persona caiga al agua.
acción
 Fuerza que ejerce la persona para impulsarse.
reacción
moviente de la lancha en sentido opuesto al salto.
c) los juegos artificiales que se originan por acción de la pólvora, la cual impulsa al artefacto hacia arriba.
acción
 fuerza generada por acción de la pólvora.
reacción
Fuerza generada por el ambiente que hace que el artefacto se impluse.

18 Septiembre, 2022, 05:04 am
Respuesta #1

Richard R Richard

  • Ingeniero Industrial
  • $$\Large \color{#9c57a6}\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 4,054
  • País: ar
  • Karma: +2/-0
  • Sexo: Masculino
  • Dentro de la ciencia todo,fuera de la ciencia nada



Me ayudarían indicando si esta correcto mi análisis gracias.

Indica la acción y la reacción para cada una de las siguientes situaciones de conservación de la cantidad de movimiento.

Hola @pol en un marco de referencia inercial, las fuerzas internas de un sistema no pueden alterar la cantidad de movimiento total el sistema.
Si estoy en el espacio sin posibilidad de hacer fuerza contra nada externo, no podré cambiar mi estado de movimiento, de acuerdo a la primera ley de Newton, a menos que use parte de mi equipaje o indumentaria para lanzarlo (acelerar aplicando fuerza aplicando la segunda ley de Newton) lejos  y velozmente, con el objeto que la reacción me impulse en el sentido contrario (utilizar la tercera ley a beneficio propio).
Todos los enunciados que propones tratan el mismo tema, se conserva la cantidad en movimiento en un marco de referencia inercial, pero no desde el punto de vista del objeto impulsado, ya que este acelera y no puede ser solidario a un sistema de referencia inercial.

a) Cuando inflas un globo y lo sueltas, colocando un corcho en la abertura, el aire sale con mayor regularidad y el globo asciende lentamente.
acción
  salida de la presión de aire generando una fuerza.
reacción
el aire del exterior genera una fuerza que asciende el globo.

No , es de ese modo observa que el aire interior esta a presión, cuando encuentra el orificio de salida una pequeña porción de masa \( m \) de aire se impulsa en un sentido a gran velocidad \( V \), esa es la acción, y la reacción es una pequeña impulsión del resto de la gran masa  \( M \) del globo en el sentido contario a pequeña velocidad \( v \).(esa es la reacción)

\( \displaystyle\Delta \vec p=\vec 0=m\vec V +M\vec v \)

La cantidad de movimiento se conserva cuando su variación es nula en el proceso.
despejando \( \vec v=-\dfrac{m}{M}\vec V \) el signo negativo indica el sentido contrario de las dos velocidades en el sistema de referencia.
b) Al saltar de una lancha al muelle, esta puede alejarse los suficiente para que la persona caiga al agua.
acción
  Fuerza que ejerce la persona para impulsarse.
reacción
moviente de la lancha en sentido opuesto al salto.

Esta  situación es muy curiosa , la he experimentado ,sin caerme por suerte al agua, dada la poca fricción entre el bote y el agua aparte de la conservación de la cantidad de movimiento las fuerzas internas no pueden cambiar la posición el centro de masa conjunto de bote y persona en su interior, cuando con los pis caminas hacia un extremo del bote(acción), una parte sirve como avance real respecto a un sistema de referencia externo, pero parte de lo impulsado lo gana el bote que se moverá en sentido contrario(reacción)
las situaciones inicial y final o  antes y después de la impulsión

\( \vec x_{CMi}=\dfrac{m_H\vec x_{Hi}+m_B\vec x_{Bi}}{m_H+m_B} \)

\( \vec x_{CMf}=\dfrac{m_H\vec x_{Hf}+m_B\vec x_{Bf}}{m_H+m_B} \)

restando una ecuación de la otra cuando se conserva la posición del centro de masas

\( \displaystyle\Delta \vec X_{CM}=\vec 0=m_H(\vec x_{Hf}-\vec x_{Hi})+m_B(\vec x_{Bf}-\vec x_{Bi})  \)

derivando respecto el tiempo podemos hallar la relación entre las cantidades de movimiento iniciales y finales


\( \displaystyle\Delta \vec v_{CM}=\vec 0=m_H(\vec v_{Hf}-\vec v_{Hi})+m_B(\vec v_{Bf}-\vec v_{Bi})  \)

reemplazando por la definición de cantidad movimiento

\( \displaystyle\Delta \vec P_{CM}=\vec 0=\vec P_{Hf}-\vec P_{Hi}+\vec P_{Bf}-\vec P_{Bi}  \)

\( \vec P=cte=\vec P_{Hi}+\vec P_{Bi}=\vec P_{Hf}+\vec P_{Bf} \)

c) los juegos artificiales que se originan por acción de la pólvora, la cual impulsa al artefacto hacia arriba.
acción
  fuerza generada por acción de la pólvora.
reacción
Fuerza generada por el ambiente que hace que el artefacto se impulse.

Este punto al igual que el del globo, es similar al principio de impulsión de los cohetes, una pequeña cantidad de masa expulsada del interior a alta velocidad (acción) provoca la impulsión en sentido contrario de una gran masa, aunque a menor velocidad(reacción).  Es decir, las fuerzas internas pueden mover partes del sistema, pero nunca pueden cambiar el centro de masas ni la cantidad de movimiento observado desde un sistema de referencia inercial.

Saludos
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

18 Septiembre, 2022, 04:30 pm
Respuesta #2

@pol

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
  • Mensajes: 30
  • País: ec
  • Karma: +0/-0



Me ayudarían indicando si esta correcto mi análisis gracias.

Indica la acción y la reacción para cada una de las siguientes situaciones de conservación de la cantidad de movimiento.

Hola @pol en un marco de referencia inercial, las fuerzas internas de un sistema no pueden alterar la cantidad de movimiento total el sistema.
Si estoy en el espacio sin posibilidad de hacer fuerza contra nada externo, no podré cambiar mi estado de movimiento, de acuerdo a la primera ley de Newton, a menos que use parte de mi equipaje o indumentaria para lanzarlo (acelerar aplicando fuerza aplicando la segunda ley de Newton) lejos  y velozmente, con el objeto que la reacción me impulse en el sentido contrario (utilizar la tercera ley a beneficio propio).
Todos los enunciados que propones tratan el mismo tema, se conserva la cantidad en movimiento en un marco de referencia inercial, pero no desde el punto de vista del objeto impulsado, ya que este acelera y no puede ser solidario a un sistema de referencia inercial.

a) Cuando inflas un globo y lo sueltas, colocando un corcho en la abertura, el aire sale con mayor regularidad y el globo asciende lentamente.
acción
  salida de la presión de aire generando una fuerza.
reacción
el aire del exterior genera una fuerza que asciende el globo.

No , es de ese modo observa que el aire interior esta a presión, cuando encuentra el orificio de salida una pequeña porción de masa \( m \) de aire se impulsa en un sentido a gran velocidad \( V \), esa es la acción, y la reacción es una pequeña impulsión del resto de la gran masa  \( M \) del globo en el sentido contario a pequeña velocidad \( v \).(esa es la reacción)

\( \displaystyle\Delta \vec p=\vec 0=m\vec V +M\vec v \)

La cantidad de movimiento se conserva cuando su variación es nula en el proceso.
despejando \( \vec v=-\dfrac{m}{M}\vec V \) el signo negativo indica el sentido contrario de las dos velocidades en el sistema de referencia.
b) Al saltar de una lancha al muelle, esta puede alejarse los suficiente para que la persona caiga al agua.
acción
  Fuerza que ejerce la persona para impulsarse.
reacción
moviente de la lancha en sentido opuesto al salto.

Esta  situación es muy curiosa , la he experimentado ,sin caerme por suerte al agua, dada la poca fricción entre el bote y el agua aparte de la conservación de la cantidad de movimiento las fuerzas internas no pueden cambiar la posición el centro de masa conjunto de bote y persona en su interior, cuando con los pis caminas hacia un extremo del bote(acción), una parte sirve como avance real respecto a un sistema de referencia externo, pero parte de lo impulsado lo gana el bote que se moverá en sentido contrario(reacción)
las situaciones inicial y final o  antes y después de la impulsión

\( \vec x_{CMi}=\dfrac{m_H\vec x_{Hi}+m_B\vec x_{Bi}}{m_H+m_B} \)

\( \vec x_{CMf}=\dfrac{m_H\vec x_{Hf}+m_B\vec x_{Bf}}{m_H+m_B} \)

restando una ecuación de la otra cuando se conserva la posición del centro de masas

\( \displaystyle\Delta \vec X_{CM}=\vec 0=m_H(\vec x_{Hf}-\vec x_{Hi})+m_B(\vec x_{Bf}-\vec x_{Bi})  \)

derivando respecto el tiempo podemos hallar la relación entre las cantidades de movimiento iniciales y finales


\( \displaystyle\Delta \vec v_{CM}=\vec 0=m_H(\vec v_{Hf}-\vec v_{Hi})+m_B(\vec v_{Bf}-\vec v_{Bi})  \)

reemplazando por la definición de cantidad movimiento

\( \displaystyle\Delta \vec P_{CM}=\vec 0=\vec P_{Hf}-\vec P_{Hi}+\vec P_{Bf}-\vec P_{Bi}  \)

\( \vec P=cte=\vec P_{Hi}+\vec P_{Bi}=\vec P_{Hf}+\vec P_{Bf} \)

c) los juegos artificiales que se originan por acción de la pólvora, la cual impulsa al artefacto hacia arriba.
acción
  fuerza generada por acción de la pólvora.
reacción
Fuerza generada por el ambiente que hace que el artefacto se impulse.

Este punto al igual que el del globo, es similar al principio de impulsión de los cohetes, una pequeña cantidad de masa expulsada del interior a alta velocidad (acción) provoca la impulsión en sentido contrario de una gran masa, aunque a menor velocidad(reacción).  Es decir, las fuerzas internas pueden mover partes del sistema, pero nunca pueden cambiar el centro de masas ni la cantidad de movimiento observado desde un sistema de referencia inercial.

Saludos

Gracias la explicación