¿Qué es impulso?

Imagina que un bateador de béisbol está a punto de batear una pelota en cámara lenta. Veríamos primero al jugador adoptar una posición en la cual sujeta el bate por detrás de su cuerpo, por arriba del hombro, con ambas manos, esperando al lanzamiento. Viene la pelota en cámara lenta y éste comienza a mover el bate en una trayectoria circular hasta hacer que entre en contacto con la pelota. Veríamos cómo el bate acompaña a la pelota un pequeño tramo de su nueva trayectoria, procurando mantener a ambos en contacto la proporción necesaria de tiempo para dirigir a la pelota por la trayectoria que el jugador desea (hacia el jardín derecho, central o izquierdo) Este tiempo de contacto del bate con la pelota es lo que llamamos impulso. Entre más largo sea este tiempo de contacto, mayor es el impulso y éste produce un cambio en la cantidad de movimiento mayor y así también una rapidez mayor con la cual la pelota se desprende del bate.
El impulso es una cantidad vectorial y su dirección debe ser la misma que la de la fuerza que actúa sobre el cuerpo. Las unidades de impulso son el newton segundo (N s).
Una fuerza constante F que actúa en durante un intervalo de tiempo  tiene un impulso definido mediante:

Regresando al ejemplo anterior donde analizábamos en cámara lenta el bateo de un jugador de béisbol, para producir un cambio de movimiento en la pelota cuando ésta es bateada, su masa experimentará un cambio en la cantidad de movimiento  que ocurre dentro del intervalo de tiempo . La segunda ley de Newton también se puede expresar como: fuerza = ritmo de cambio en el momento  y por lo tanto:

Rescribiendo esta expresión en términos de la fuerza nos queda:

Entonces, tenemos que


Impulso = cambio en la cantidad de movimiento

El concepto de impulso suele aplicarse bajo situaciones donde se tiene una fuerza grande variable que actúa únicamente durante un intervalo de tiempo muy corto. Ejemplos pueden ser, la cabeza de un martillo golpeando a un clavo, un golfista lanzando un saque con un palo de golf y una pelota de golf, etc. Se hace necesario, también, encontrar la expresión para una fuerza variable (la anterior era para una fuerza constante).
Una fuerza variable  que actúa durante un tiempo  tiene un impulso definido mediante:

Imaginemos ahora la escena que sigue al momento cuando el jugador de béisbol acaba de batear un lanzamiento. La pelota llega a un extremo del campo justo al momento en el que un jugador de campo la trata de atrapar. De nuevo, analicemos todos los movimientos en cámara lenta. En el momento en el que el fielder atrapa a la pelota, éste debe reducir la cantidad de movimiento de la misma hasta cero. Recordando que , el impulso en sus manos será el mismo sin importar de qué manera atrape la pelota. Sin embargo, el jugador puede reducir la fuerza del impacto de la bola en su guante, al mover sus manos hacia atrás, “acompañando” el movimiento de la pelota, alargando el tiempo de contacto durante este acompañamiento. No solamente esto le resulta menos doloroso, sino que reduce la probabilidad de que la pelota rebote en su guante al estilo de una colisión elástica.
Si tenemos una gráfica de Fuerza contra Tiempo, el área bajo la curva representa al impulso y, por lo tanto, también representa el cambio en la cantidad de movimiento.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s