3.2 Teorema del impulso mecánico
Video Despegue del transbordador compartido por nando15
En el vídeo anterior puedes ver el despegue del transbordador espacial. La nave asciende cada vez con más velocidad debido al efecto continuado de la fuerza que proporcionan los propulsores.
Si el momento lineal caracteriza el estado de movimiento de un cuerpo y el impulso mecánico es consecuencia de una fuerza que actúa sobre un cuerpo y modifica su estado de movimiento. podemos pensar que estas dos magnitudes están relacionadas, y así es.
Según la segunda ley de Newton,
y, de acuerdo con lo que aprendiste en el movimiento uniformemente acelerado, la aceleración es 
.
Sustituyendo:
.
Y como 
, sustituimos y tenemos que:
Actividad
La variación del momento lineal o cantidad de movimiento de un cuerpo en la unidad de tiempo mide la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo.
El enunciado anterior es otra forma de expresar la segunda ley de Newton y así fue formulada por él.
Despejando la expresión anterior puedes obtener el Teorema del impulso mecánico.
Actividad
Teorema del impulso mecánico:
El impulso mecánico de una fuerza se emplea en cambiar el momento lineal del cuerpo que recibe la fuerza.
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| Imagen de Westmont Track and Field bajo licencia Creative Commons |
El teorema del impulso tiene una gran importancia en aplicaciones de la vida diaria.
Por ejemplo en el salto con pértiga o en el salto de altura los saltadores caen sobre una colchoneta; nosotros mismos cuando saltamos desde un lugar un poco elevado flexionamos las rodilla para "suavizar la caída".
Los coches disponen de sistemas como el parachoques, el cinturón de seguridad o el airbag, que tienen funciones parecidas.
En todos estos casos se intenta que el impulso necesario para detener a la persona se realice en un tiempo mayor, con lo que la fuerza que deberá soportar su estructura corporal será menor y, por lo tanto, será más difícil lesionarse.
Ejemplo o ejercicio resuelto
Sobre un cuerpo de 75 kg actúa una fuerza de 55 N durante 14 s. Calcula:
a) El impulso de la fuerza.
b) La variación de la cantidad de movimiento del cuerpo.
c) Su velocidad final si en el momento de actuar la fuerza, el cuerpo se mueve a 9 m/s.
AV - Pregunta Verdadero-Falso
Retroalimentación
Verdadero
Pre-conocimiento
La seguridad en los automóviles
En los automóviles existen dos sistemas de seguridad relacionados con el impulso mecánico, que pueden salvar vidas y minimizar los riesgos en caso de accidente.
Cinturones de seguridad. Con ellos las personas reducen la velocidad del pasajero cuando el vehículo choca, con lo que para en un tiempo mayor. Así la fuerza (el impacto) que recibe el pasajero es menor y los huesos más fuertes del cuerpo puedan aguantar mientras se destruye la carrocería. Sin el cinturón la cabeza choca contra el parabrisas o el volante en un tiempo muy pequeño.
El airbag. Los airbags distribuyen la fuerza del impacto más equitativamente por todo el cuerpo, deteniendo al pasajero más gradualmente. En un impacto lo suficientemente importante como un golpe contra un objeto indeformable a 18 km/h o una deceleración de 3g (29.4 m/s2), los airbags se inflan con gran rapidez por la acción del gas que se desprende en una reacción química.