Cantidad de Movimiento (“Momentum”)

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La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o momentum

La “cantidad de movimiento” de Isaac Newton, definida como el producto de la masa y la velocidad de una partícula, cuya tasa de cambio temporal es igual a la fuerza aplicada; en la física moderna, la tasa de cambio de la energía con respecto a la velocidad. La ley de conservación del momento lineal establece que el momento lineal total de un sistema aislado permanece constante. Véase también: Momento angular; Conservación del momento; Energía; Momento.

En realidad, se trata de la definición de fuerza en términos de las magnitudes fundamentales de la física: masa, longitud (aquí, posición) y tiempo. Si sobre la partícula actúa más de una fuerza, F es la suma (vectorial) de las fuerzas. La primera ley del movimiento de Newton está implicada porque si F = 0, entonces p es constante. Véase también: Dimensiones (mecánica); Dinámica; Equilibrio de fuerzas; Inercia; Resultante de fuerzas

Newton basó sus leyes en una serie de suposiciones que dio por supuestas. Estas son:

• la masa total es constante (a veces se llama la ley zeroth de Newton del movimiento);
• las masas (que son cantidades escalares) se suman linealmente;
• las velocidades (que son cantidades vectoriales) y las fuerzas (también vectores) se suman linealmente, lo que implica que los momentos deben sumarse linealmente;
• las fuerzas no dependen de la velocidad;
• las fuerzas entre partículas se dirigen a lo largo de la línea que las une;
• todas las interacciones físicas son completamente deterministas; y
• la masa, la energía y el momento son infinitamente subdivisibles.

Véase también: Conservación de la masa; Determinismo; Movimiento relativo

A los supuestos anteriores se añaden otros relativos a los marcos de referencia: los sistemas de coordenadas para especificar posiciones y velocidades. Por definición, los sistemas de referencia inerciales son aquellos en los que se cumplen las leyes de Newton; esto implica que los sistemas no giran ni se aceleran, sino que sólo se mueven a velocidad constante con respecto al observador. Las leyes de Newton también suponen que todos los marcos de referencia son newtonianos, lo que significa que las mediciones de la posición y el tiempo son completamente independientes; existe una única medida de tiempo universal absoluta; y las influencias actúan a través de todas las distancias de forma instantánea (la velocidad de la luz es infinita). Véase también: Marco de referencia

Las distintas ramas de la física moderna se caracterizan por el grado de abandono de uno o varios de los supuestos anteriores. Por ejemplo, las suposiciones (1), (2) y (3) no son ciertas para las velocidades relativistas; las suposiciones (4) y (5) no son ciertas para las fuerzas magnéticas entre partículas; (6) no es cierta para los sistemas de mecánica cuántica; y (7) no es cierta para la física atómica, nuclear y subnuclear. La relatividad general describe la física en marcos de referencia acelerados.

El momento lineal total de un sistema multipartícula es igual a la suma de los momentos lineales de las partículas que lo componen. Si la configuración del sistema no es importante, entonces se puede modelar como una sola partícula, con la misma masa que el sistema, situada en el centro de masa del sistema, y sometida a la suma de las fuerzas externas. Si no hay fuerzas externas (o si éstas siempre suman cero), entonces, por la primera ley de Newton, el centro de masa se moverá a velocidad constante. Véase también: Centro de masa; Colisión (física).

Papel en la teoría cuántica relativista

Cuando los efectos relativistas son importantes, el momento-energía total de un sistema sigue conservándose. Sin embargo, herramientas como la ecuación de Schrödinger dejan de ser válidas porque utilizan el tiempo independientemente del espacio y hay que utilizar en su lugar los métodos de las teorías cuánticas de campo. Entre estos métodos se encuentran las reglas de Feynman del momento-espacio de la electrodinámica cuántica. Véase también: Diagrama de Feynman; Electrodinámica cuántica; Teoría cuántica de campos; Gravitación cuántica; Teoría cuántica relativista.

Datos verificados por: Thompson
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La inversión “momentum”

La inversión “momentum” es un sistema de compra de acciones u otros valores que han tenido altos rendimientos (véase una definición en el diccionario y más detalles, en la plataforma general, sobre rendimientos) en los últimos tres a doce meses, y la venta de aquellos que han tenido bajos rendimientos en el mismo período.

Si bien no hay consenso sobre la validez de esta estrategia, los economistas tienen dificultades para conciliar este fenómeno, utilizando la hipótesis del mercado eficiente. Se han presentado dos hipótesis principales para explicar el efecto en términos de un mercado eficiente.Entre las Líneas En la primera, se supone que los inversores del momentum corren un riesgo significativo por asumir esta estrategia y, por lo tanto, los altos rendimientos, son una compensación por el riesgo.

Detalles

Las estrategias de momentum a menudo implican operar desproporcionadamente con acciones con altos diferenciales de oferta y demanda, por lo que es importante tener en cuenta los costos (o costes, como se emplea mayoritariamente en España) de las transacciones al evaluar la rentabilidad del momentum. La segunda teoría supone que los inversores del momentum están explotando las deficiencias de comportamiento de otros inversores, como el pastoreo de inversores, la sobrerreacción y la subreacción de los inversores, los efectos de la disposición y el sesgo de confirmación.

Los efectos estacionales o de calendario pueden ayudar a explicar algunas de las razones del éxito de la estrategia de inversión del impulso. Si una acción ha tenido un rendimiento deficiente durante los meses anteriores al final del año, los inversores pueden decidir vender sus participaciones con fines fiscales causando, por ejemplo, el efecto de enero. El aumento de la oferta de acciones en el mercado hace que su precio baje, provocando que otros vendan. Una vez que se elimina el motivo de la venta por motivos fiscales, el precio de las acciones tiende a recuperarse.

Autor: Henry

Cantidad de Movimiento en Física

El impulso es básicamente una masa en movimiento. El impulso de un objeto se define como la masa del objeto multiplicada por su velocidad. Matemáticamente, esa definición puede expresarse como p = m × v, donde p representa la cantidad de movimiento, m representa la masa y v representa la velocidad. El momento se mide en unidades como kilogramómetros por segundo (kg × m/s).

La velocidad es una cantidad vectorial, lo que significa que el término velocidad se refiere tanto a la velocidad con la que un objeto se mueve como a la dirección en la que se mueve. Dado que la velocidad es una cantidad vectorial, la cantidad de movimiento es también una cantidad vectorial.

Conservación de la Cantidad de Movimiento

La ley de conservación de la cantidad de movimiento dice que el momento total de un sistema antes de un evento dado debe ser el mismo que el momento total del sistema después del evento.Entre las Líneas En este caso, el momento total, por ejemplo, de los dos coches que se mueven hacia la intersección debe ser el mismo que la cantidad de movimiento total de los coches después de la colisión.

Aplicaciones

El conocimiento de las leyes del impulso es muy importante en muchas ocupaciones. Por ejemplo, el lanzamiento de un cohete proporciona una aplicación dramática de la conservación del impulso. Antes del lanzamiento, el cohete está en reposo en la plataforma de lanzamiento, por lo que su momento es cero. Cuando los motores del cohete se encienden, los gases ardientes son expulsados de la parte posterior del cohete.Entre las Líneas En virtud de la ley de conservación de la cantidad de movimiento, esta cantidad total del cohete y el combustible debe permanecer en cero. Se considera que la cantidad de movimiento de los gases que se escapan tiene un valor negativo porque viajan en dirección opuesta a la del movimiento previsto del cohete. El propio cohete debe tener una cantidad de movimiento igual al de los gases que se escapan, pero en la dirección opuesta (positiva). Como resultado, el cohete se mueve hacia adelante.

Leyes de Conservación

Las leyes de conservación se refieren a las leyes de la física que describen las cantidades que permanecen constantes en la naturaleza. Si estas cantidades físicas se miden cuidadosamente, y si se tienen en cuenta todas las fuentes conocidas, siempre permanecerán inalteradas. La validez de las leyes de conservación se comprueba mediante experimentos. Las leyes de conservación incluyen la conservación del momento lineal, la conservación del momento angular, la conservación de la energía y la masa, y la conservación de la carga eléctrica.

Otros Elementos

Además, hay muchas leyes de conservación que se ocupan de las partículas subatómicas, es decir, partículas más pequeñas que el átomo.

Conservación de la Cantidad de Movimiento Lineal

El despegue de un cohete, el retroceso de un rifle y un tiro al banco en un juego de billar son ejemplos que demuestran la conservación de la cantidad de movimiento lineal. El momento lineal se define como el producto de la masa de un objeto y su velocidad. Por ejemplo, el momento lineal de un futbolista de 100 kg (220 lb) que viaja a una velocidad de 16 km/h (10 mph) es exactamente igual al momento de un velocista de 50 kg (110 lb) que viaja a 32 km/h (20 mph). Dado que la velocidad es tanto la velocidad como la dirección de un objeto, el momento lineal también está especificado por una cierta dirección.

La cantidad de movimiento lineal de uno o más objetos se conserva cuando no hay fuerzas externas que actúen sobre esos objetos. Por ejemplo, consideremos un cohete en el espacio ultraterrestre profundo, donde la fuerza de gravedad es insignificante. El momento lineal se conservará, ya que la fuerza de gravedad externa está ausente. Si el buque cohete está inicialmente en reposo, su momento es nulo, ya que su velocidad es nula. Si los motores del cohete se disparan repentinamente, el buque cohete será propulsado hacia adelante. Para que se conserve el momento lineal, el momento final debe ser igual al momento inicial, que es cero. El momento lineal se conserva si se tiene en cuenta el momento tanto del cohete como de los gases expulsados por la parte posterior. El momento positivo del cohete que va hacia adelante es igual al momento negativo del combustible que va hacia atrás. (Obsérvese que la dirección del movimiento se utiliza para definir el positivo y el negativo.) Sumando estas dos cantidades se obtiene un cero. Es importante darse cuenta de que la propulsión del cohete no se logra con el combustible empujando nada.Entre las Líneas En el espacio exterior no hay nada que empujar. La propulsión se logra mediante la conservación del momento lineal. Una forma fácil de demostrar este tipo de propulsión es propulsarse en un estanque congelado. Como hay poca fricción entre los patines y el hielo, se conserva el momento lineal. Lanzar un objeto en una dirección te hará viajar en la dirección opuesta.

Incluso en los casos en que las fuerzas externas son importantes, el concepto de conservación del momento lineal puede aplicarse de forma limitada. Un ejemplo sería el momento de los objetos que se ven afectados por la fuerza externa de la gravedad. Por ejemplo, se dispara una bala a una paloma de arcilla que ha sido lanzada al aire. El momento lineal de la bala y la paloma de arcilla en el instante justo antes del impacto es igual al momento lineal de la bala y a cientos de trozos de arcilla destrozados en el instante justo después del impacto. El momento lineal se conserva justo antes, durante y justo después de la colisión (Figura 2). Esto es así porque la fuerza de gravedad externa no afecta significativamente al momento de los objetos dentro de este estrecho período de tiempo.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Puntualización

Sin embargo, muchos segundos después, la gravedad habrá tenido una influencia significativa, y el momento total de los objetos no será el mismo que justo antes de la colisión.

Conservación de la Cantidad de Movimiento Angular

Así como hay una conservación del movimiento para los objetos que viajan en línea recta, también hay una conservación del movimiento para los objetos que viajan por caminos curvos. Esta conservación del movimiento de rotación se conoce como la conservación del momento angular. Un objeto que está viajando a una velocidad constante en un círculo (compárese con un coche de carreras en una pista circular) se muestra en la figura 3. El momento angular de este objeto se define como el producto de la masa del objeto, su velocidad y el radio del círculo. Por ejemplo, un auto de 1.000 kg que viaja a 50 km/h en una pista de 3 km de radio, un camión de 2.000 kg que viaja a 1,6 km de radio y un auto de 2.200 kg que viaja a 97 km/h en una pista de 1 km de radio tendrán todos el mismo valor de momento angular.

Otros Elementos

Además, los objetos que están girando, como una cima o un patinador sobre hielo, tienen un momento angular que se define por su masa, su forma y la velocidad a la que giran.

En ausencia de fuerzas externas que tiendan a cambiar la rotación de un objeto, el momento angular se conservará. Cerca de la Tierra, la gravedad es uniforme y no tenderá a alterar la rotación de un objeto.Entre las Líneas En consecuencia, se pueden ver muchos ejemplos de conservación del momento angular todos los días. Cuando un patinador sobre hielo pasa de un giro lento, con los brazos estirados, a un giro rápido, con los brazos a los lados, estamos siendo testigos de la conservación del momento angular. Con los brazos estirados, el radio del círculo de rotación es grande y la velocidad de rotación es pequeña. Con los brazos a los lados, el radio del círculo de rotación es ahora pequeño y la velocidad debe aumentar para mantener el momento angular constante.

Una consecuencia adicional de la conservación del momento angular es que el eje de rotación de un objeto giratorio tenderá a mantener una orientación constante. Por ejemplo, un Frisbee giratorio lanzado horizontalmente tenderá a mantener su orientación horizontal incluso si es golpeado desde abajo. Para probar esto, intente lanzar un Frisbee sin girar y vea lo inestable que es. Un trompo permanece vertical mientras siga girando lo suficientemente rápido. La propia Tierra mantiene una orientación constante de su eje de giro debido a la conservación del momento angular.

Como en el caso del momento lineal, nunca ha habido una violación de la ley de conservación del momento angular. Esto se aplica a todos los objetos, grandes y pequeños. De acuerdo con el modelo de Bohr de las partículas subatómicas, los electrones que rodean el núcleo del átomo se encuentran con un momento angular de sólo ciertos valores discretos. No se encuentran valores intermedios. Incluso con estas limitaciones, el momento angular siempre se conserva.

Nota: a veces se hace referencia aquí a “momento”, por el inglés “momentum”, que en realidad debe hacer referencia a la cantidad de movimiento.

Datos verificados por: Chris

Recursos

Traducción al Inglés

Traducción al inglés de la cantidad de movimiento: Momentum

Véase También

Invariancia galileana
Relatividad especial
Momento cristalino
Cañón galileo
Compactación del momento
Transferencia de momentos
Cuna de Newton
Momento de Planck
Posición y momento en el espacio
Empuje
Choque
Leyes de Conservación
Impulso

Bibliografía

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