Impulso

Según la segunda ley de movimiento de Newton, la tasa de cambio del momento de un objeto es la fuerza externa neta que actúa sobre él. El cambio total de momento entre dos puntos en el tiempo depende tanto de la fuerza externa que actúa sobre él como del tiempo durante el cual actúa. Matemáticamente, el cambio total del movimiento de un objeto es proporcional al vector de fuerza y al tiempo durante el cual se aplica. Este producto se llama impulso.

Además, se puede demostrar que el impulso total que actúa sobre un objeto durante un intervalo de tiempo es igual a la fuerza externa promedio que actúa sobre él multiplicada por el intervalo de tiempo. Por lo tanto, una medida del impulso ayuda a calcular la fuerza promedio que actúa sobre un objeto durante ese intervalo. Por ejemplo, hace aproximadamente 50,000 años, un meteorito de hierro-níquel de 25 metros chocó con la Tierra a aproximadamente 12,800 metros por segundo en el desierto del norte de Arizona en Estados Unidos. El impacto creó un gran cráter, aproximadamente de 1,200 metros de diámetro y 170 metros de profundidad, con un borde de 45 metros de altura desde la llanura del desierto circundante. Suponiendo que el impacto duró como máximo dos segundos, se puede demostrar que la fuerza promedio que la Tierra aplicó sobre el meteorito durante la colisión fue de aproximadamente 3 billones de newtons.

En otro ejemplo, consideremos a una persona que conduce un automóvil y tiene una colisión frontal con un edificio hasta detenerse. Si el vehículo no tiene una bolsa de aire, el conductor choca con el automóvil en una fracción de segundo y la fuerza aplicada al conductor durante este tiempo es enorme. Por otro lado, si el vehículo está equipado con una bolsa de aire, aumenta el tiempo de colisión. Por lo tanto, aunque el cambio neto en el movimiento del conductor es el mismo en ambos casos, la fuerza neta sobre el conductor es menor, ya que ocurre durante un período de tiempo mayor. Por esta razón, las bolsas de aire se han vuelto obligatorias en todos los vehículos de pasajeros en Estados Unidos desde 1991, y son cada vez más comunes en Europa y Asia desde mediados de la década de 1990.

Este texto está adaptado de Openstax, Física Universitaria Volumen 1, Sección 9.2: Impulso y Colisiones.