Conservación del momento lineal

	Autor: Hernán Ferrari Responsable disciplinar: Silvia Blaustein Área disciplinar: Física Temática: Teorema de la conservación del momento lineal. Centro de masa. Choques y explosiones Nivel: Secundario, ciclo orientado Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar

Propósitos generales

● Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.

● Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.

● Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.

Introducción a las actividades

La cantidad de movimiento, momento lineal es una magnitud vectorial que se puede definir como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado. Tiene directa relación con la ley de Newton a través del teorema del impulso y la variación de la cantidad de movimiento.

Sin embargo, esta forma esconde el concepto inherente a la magnitud, que resulta ser una propiedad de cualquier ente físico con masa o sin ella necesaria para describir las interacciones. Los modelos actuales consideran que no solo los cuerpos masivos poseen cantidad de movimiento, también resulta ser un atributo de los campos y las ondas electromagnéticas como la luz.

La cantidad de movimiento obedece a una ley de conservación, lo cual significa que la cantidad de movimiento total de todo sistema cerrado (es decir, uno que no es afectado por fuerzas exteriores y cuyas fuerzas internas no son disipadoras) no puede ser cambiada y permanece constante en el tiempo.

El impulso recibido por una partícula o un cuerpo se define como la variación de la cantidad de movimiento durante un período dado.

NOTA: La actividad requiere que los alumnos posean conocimientos de ecuaciones diferenciales y vectores en dos dimensiones.

Objetivo de las actividades

-Que los alumnos estudien el concepto de cantidad de movimiento o momento lineal y su teorema de conservación para relacionarlo con la segunda ley de Newton.

-Que logren hacer una síntesis de los principales aspectos de estos conceptos.

Actividad 1

1. Observen el siguiente video sobre la conservación de la cantidad de movimiento para responder luego el cuestionario que aparece a continuación.

Cuestionario:

a) ¿A qué es igual la cantidad de movimiento?

b) ¿Qué sucede si la fuerza total sobre un sistema es nula y cómo se llama este principio?

c) ¿Qué filósofo francés, con cuyo apellido se nombra un sistema de coordenadas, desarrolló ideas acerca del universo mecánico? ¿Cuáles eran esas ideas?

d) Según Descartes, ¿cuál es el principio que permite que el universo se mantenga en movimiento a diferencia de un reloj que, para hacerlo, requiere una pila o cuerda de vez en cuando?

e) ¿Qué creencias llevaron a Giordano Bruno a morir en la hoguera?

f) Escriban el principio que enunció Descartes que perfeccionó una idea de Galileo, respecto de un cuerpo sobre el que no actúan fuerzas.

g) ¿Qué escribió Newton en su libro Principia sobre la cantidad de movimiento?

h) Realicen un informe con el programa Write de sus equipos portátiles que incluya las distintas respuestas de la actividad y las conclusiones a las que hayan llegado.

Actividad 2

1. Observen la segunda parte del video sobre la conservación de la cantidad de movimiento. Luego, resuelvan las consignas que aparecen a continuación.

Cuestionario

a) ¿Qué escribió Newton en su libro Principia sobre la cantidad de movimiento?

b) ¿En qué dirección se produce la variación del momento lineal?

c) ¿Qué herramienta prefirió utilizar Newton para sus demostraciones?

d) ¿Mediante qué tipo de ecuaciones se podían expresar sus leyes?

e) ¿Qué sucede sobre la velocidad y el momento lineal de un cuerpo si no actúan fuerzas sobre él? ¿Qué tipo de movimiento tendrá entonces?

f) ¿Qué sucede cuando dos cuerpos chocan? ¿Cómo son las fuerzas entre los dos cuerpos durante el choque? ¿Cómo es el cambio en la cantidad de movimiento de ambos cuerpos y qué sucede con la cantidad de movimiento total del sistema?

g) ¿Cómo es el cambio en la cantidad de movimiento de ambos cuerpos y qué sucede con la cantidad de movimiento total del sistema?

h) ¿A qué se llama el centro de masa de un cuerpo? ¿Qué características tiene y cuál es su movimiento cuando ninguna fuerza neta actúa sobre el sistema?

i) ¿Qué sucede con el sistema Tierra-Luna si no actúan fuerzas externas sobre él? ¿Qué movimiento realiza el centro de masa de este sistema?

j) Si la Luna gira alrededor de la Tierra, ¿puede la Tierra estar quieta? ¿Qué sucedería en ese caso con el momento lineal total del sistema?

k) Realicen un informe con el programa Write de sus equipos portátiles que incluya las distintas respuestas de la actividad y las conclusiones a las que hayan llegado.