En este post se explica qué es el impulso mecánico en física. Además, encontrarás cómo calcular el impulso mecánico junto con un ejemplo resuelto para entender el concepto por completo.
Índice
¿Qué es el impulso mecánico?
En física, el impulso mecánico es una magnitud que indica el efecto de una fuerza según el tiempo de su aplicación. Por lo tanto, el impulso mecánico de una fuerza depende del valor de la fuerza y del tiempo que se aplica, cuanto mayor sea la fuerza o el tiempo de aplicación, mayor será el impulso mecánico.
En general, el símbolo del impulso mecánico es la letra mayúscula I.
La unidad del impulso mecánico en el Sistema Internacional (SI) es kg·m/s, aunque también puede expresarse en N·s.
En definitiva, el impulso mecánico es una magnitud física que sirve para relacionar el valor de una fuerza con el tiempo en el que se hace dicha fuerza.
Fórmula del impulso mecánico
El impulso mecánico es igual al producto entre la fuerza y el tiempo que dura su aplicación (I=F·Δt). Por lo tanto, para calcular el impulso mecánico de una fuerza se debe multiplicar el valor de la fuerza por el tiempo en el que se aplica dicha fuerza.
Así que la fórmula para calcular el impulso mecánico es la siguiente:
Donde:
es el impulso mecánico, cuya unidad en el Sistema Internacional es kg·m/s.
es la fuerza sobre la que se calcula el impulso expresada en newtons (N).
es el intervalo de tiempo en el que actúa la fuerza expresado en segundos (s).
Aunque normalmente se calcula el módulo del impulso mecánico, ten en cuenta que en realidad se trata de una magnitud vectorial. De hecho, el impulso de una fuerza tiene la misma dirección y sentido que dicha fuerza.
Ejercicio resuelto del impulso mecánico
A continuación te dejamos un ejercicio resuelto del impulso mecánico para que puedas ver cómo se calcula.
- Una persona que intenta tirar una puerta cerrada hace una fuerza de 120 N durante 4 segundos. ¿Cuál es el impulso mecánico de la fuerza aplicada?
Para determinar el impulso mecánico de la fuerza aplicada tenemos que utilizar la fórmula que hemos visto más arriba:
Luego sustituimos los datos en la fórmula y hacemos el cálculo del impulso mecánico:
Teorema del impulso mecánico
En física, el teorema del impulso mecánico es un teorema que permite relacionar el impulso mecánico con la cantidad de movimiento.
En concreto, el teorema del impulso mecánico establece que el impulso mecánico es igual a la variación de la cantidad de movimiento (o momento lineal).
Donde:
- es el impulso mecánico.
es la variación de la cantidad de movimiento.
El teorema del impulso mecánico se puede demostrar a partir de la segunda ley de Newton:
La aceleración es equivalente al cociente entre la variación de la velocidad y la variación del tiempo:
El producto entre la masa y la velocidad es igual a la cantidad de movimiento. Por lo tanto, la masa multiplicado por la variación de la velocidad da como resultado la variación de la cantidad de movimiento:
Finalmente, pasamos la variación del tiempo al otro miembro de la ecuación:
El producto entre la fuerza y el tiempo de su aplicación es igual al impulso mecánico:
Por lo tanto, se cumple la igualdad del teorema del impulso mecánico.
