Ruta de estudio · Fuerzas, energía y choques · lección 9 de 14
F09 Cantidad de movimiento y choques
La idea
Entender el concepto
Objetivo: Usar signos y conservación del momento lineal para resolver choques y distinguirlos de la conservación de energía cinética.
La cantidad de movimiento p=mv es vectorial: una masa que cambia de sentido cambia el signo de su momento sobre un eje. En un choque elegimos un sistema que incluya a los dos cuerpos y calculamos el momento total antes y después.
El momento total se conserva cuando el impulso externo neto es cero o despreciable en el intervalo estudiado. Las fuerzas internas del choque pueden ser muy grandes, pero se compensan por parejas en el balance del sistema. No es necesario que cada cuerpo conserve su propio momento.
En un choque perfectamente inelástico los cuerpos quedan unidos y comparten velocidad final; en uno elástico ideal también se conserva la energía cinética total. En los choques inelásticos la energía cinética puede transformarse en deformación, calor y sonido: no desaparece la energía total.
El impulso es el cambio de momento. Una fuerza neta media durante un intervalo puede producir el mismo cambio de momento que otra mayor durante menos tiempo. Hay que usar fuerza neta y distinguir fuerza media de fuerza instantánea máxima.
Relaciones y condiciones de uso
- p=m·v; unidad kg·m/s. Jimpulso=Fnet, media·Δt=Δp; unidad N·s=kg·m/s.
- Σpinicial=Σpfinal si el impulso externo neto es despreciable.
- Si se unen: m₁ v₁+m₂ v₂=(m₁+m₂)vf en un choque unidimensional.
Paso a paso
Método paso a paso
- Elige el sistema y el eje; pon signos en ambas velocidades.
- Justifica impulso externo despreciable durante el choque.
- Escribe el estado final: velocidad común solo si se unen. Comprueba momento; comprueba Ec aparte.
Ejemplo
Dos ejercicios resueltos
1. Dos carros se enganchan
Un carro de 2 kg a+3 m/s choca con otro de 1 kg en reposo. Se unen sobre una pista horizontal con impulso externo despreciable. Halla vf.
- Datos e incógnita: m₁=2 kg; v₁=+3 m/s; m₂=1 kg; v₂=0.
- Por qué usamos esta relación: Como quedan unidos, se conserva el momento para una velocidad final común.
- Sustitución con unidades: (2 kg) × (+3 m/s) + (1 kg) × (0 m/s) = (2 kg + 1 kg) × vf.
- Cálculo y resultado: vf=+2 m/s.
- Comprobación: Momento antes 6 y después 3×2=6 kg·m/s. Ec antes 9 J y después 6 J: 3 J se transforman en otras formas.
2. Detener una pelota
Una pelota de 0,20 kg va a+10 m/s y se detiene en 0,05 s. Calcula fuerza neta media sobre ella.
- Datos e incógnita: m=0,20 kg; vi=+10 m/s; vf=0; Δt=0,05 s.
- Por qué usamos esta relación: El impulso relaciona fuerza neta media con cambio de momento.
- Sustitución con unidades: Δp = (0,20 kg) × (0 m/s − 10 m/s) = −2 kg·m/s; Fmedia = (−2 kg·m/s) / (0,05 s).
- Cálculo y resultado: Fmedia=−40 N.
- Comprobación: El signo indica oposición al movimiento inicial. No significa que la fuerza haya sido constante ni que el máximo fuera 40 N.
Cuidado
Error habitual y cómo corregirlo
Error: sumar los módulos de velocidades de sentidos opuestos. En el momento lineal se suman componentes con sus signos.
Tu turno · enunciado
Ejercicio autónomo
Dos carros de 1 kg cada uno viajan a+4 m/s y−2 m/s. Se enganchan sin impulso externo apreciable. Calcula la velocidad conjunta y la pérdida de energía cinética.
Inténtalo en papel antes de desplegar la solución. Explica qué relación eliges y conserva las unidades.
Solución
Solución de contraste (consultar después)
Mostrar solución razonada
pantes=4−2=2 kg·m/s; masa total 2 kg; vf=+1 m/s. Ecantes=½×1×16+½×1×4=10 J; Ecdespués=½×2×1=1 J; disminuye 9 J. No se conserva Ec por tratarse de unión inelástica.
Chuleta para el examen
Qué debes recordar
- p=m·v; unidad kg·m/s. Jimpulso=Fnet, media·Δt=Δp; unidad N·s=kg·m/s.
- Σpinicial=Σpfinal si el impulso externo neto es despreciable.
- Si se unen: m₁ v₁+m₂ v₂=(m₁+m₂)vf en un choque unidimensional.
Para ampliar con el libro
Selección básica: lee los conceptos y ejemplos algebraicos; puedes omitir los desarrollos con cálculo. Los enlaces se abren en una pestaña nueva.
Comprueba lo que sabes
Si fallas, tienes un segundo intento antes de ver la solución.
Material y ejercicios originales de práctica, revisados el 20/10/2026. No son preguntas oficiales ni garantizan el programa del examen vigente. Los libros enlazados sirven de consulta y no se reproducen aquí.