Momento lineal

Si viene hacia ti a 10 m/s, una pelota de ping-pong se puede atrapar con la mano desnuda; una bola de boliche exige una salida rápida. Misma velocidad, impacto totalmente distinto: la diferencia es la masa. Los físicos le dieron un nombre a este impacto: momento lineal. Es la estrella de esta lección y el paso clave desde Rapidez hacia el mundo de las colisiones.

El momento lineal es igual a masa por velocidad

$p = mv$

La unidad es kg·m/s. Un corredor de 60 kg que se mueve a 8 m/s lleva 480 kg·m/s de momento lineal; una pelota de ping-pong de 2.7 g a 10 m/s lleva alrededor de 0.03 kg·m/s; una bola de boliche de 6 kg solo necesita 2 m/s para llevar 12 kg·m/s, aproximadamente 400 veces la pelota de ping-pong. Y lleva algo que Rapidez no tiene: dirección. El momento lineal es un vector: 5 kg·m/s hacia la derecha es +5, hacia la izquierda es −5. Los signos no son decoración; son parte del registro.

Cómo usar

🏃 Velocidad del corredor A6🐢 Velocidad del corredor B4

Iniciar

s = v·t → A: 6×0.0 = 0.0 m · B: 4×0.0 = 0.0 m

Mueve los dos controles deslizantes y observa cómo A y B corren hacia la meta de 100 m a distintas velocidades. Ahora imagina masas: haz que A sea un camión cargado y B una bicicleta. A velocidades iguales, ¿cuál tiene mayor momento lineal? ¿Cuánto tendría que acelerar el objeto ligero para alcanzarlo? Lee las velocidades, multiplícalas por las masas que imaginaste, y antes de que ocurra cualquier colisión podrás ver quién lleva más carga de movimiento.

El total nunca cambia en una colisión

Cuando dos objetos chocan, el momento lineal pasa de uno al otro, pero el total se mantiene. La razón vive en la lección de Fuerza: en toda colisión, las fuerzas de acción y reacción son iguales en tamaño y opuestas en dirección, así que el momento lineal que A pierde es exactamente el que B gana: una entrada sale, otra entra, y el registro no cambia. La ley trata igual al billar, los choques de autos y los cohetes: un cohete expulsa gas hacia atrás, le entrega momento lineal, y lleva una parte igual de momento lineal opuesto hacia adelante.

Alarga el tiempo, reduce la fuerza

Bolsas de aire, zonas de deformación, llevar las manos hacia atrás para atrapar una pelota, flexionar las rodillas al aterrizar: todo hace la misma cosa: extender el tiempo durante el cual el momento lineal baja a cero. Tu cambio de momento lineal es fijo (desde la velocidad completa hasta 0), y cambio de momento lineal = fuerza promedio × tiempo. Alarga el tiempo varias veces y la fuerza promedio se reduce por el mismo factor. Un golpe duro completa el "frenado" en 0.01 segundos: una fuerza aterradora; una bolsa de aire estira 0.01 s hasta 0.1 s, dejando una décima parte de la fuerza. Lo que te salva no es la suavidad del cojín, sino el alargamiento del registro.

Momento lineal frente a energía cinética, en una sola respiración

El momento lineal $mv$ es un vector, le importa la dirección y se conserva en las colisiones; la energía cinética $\frac{1}{2}mv^2$ es un escalar, solo conoce el tamaño y está ligada a la capacidad de realizar trabajo (ver Energía). Los carritos pegados de arriba son un contraejemplo listo: antes, la energía cinética era $\frac{1}{2} \times 2 \times 5^2 = 25$ J; después, $\frac{1}{2} \times 5 \times 2^2 = 10$ J. Los 15 J que faltan se convirtieron en calor y sonido: la energía cinética no se conserva. Un registro sigue por dónde fluye el movimiento; el otro le pone precio a cuánto vale ese movimiento.

Compruébalo tú mismo

Cuestionario rápido

Intentar de nuevo

0 / 3 correctas0 / 3 correctas

1. 1. ¿Cuál es la unidad del momento lineal?

   kg·m/skg·m/s²N

2. 2. Un carrito de 2 kg a 5 m/s golpea un carrito estacionario de 3 kg y quedan pegados. ¿Velocidad común?

   2 m/s3 m/s5 m/s

3. 3. Las bolsas de aire te protegen porque…

   extienden el tiempo del cambio de momento lineal, reduciendo la fuerzareducen tu cambio de momento linealalmacenan tu energía cinética como energía potencial