Inercia versus impulso

Simon-Nail-It 04/28/2015. 8 answers, 45.023 views
kinematics momentum definition inertia

En mi reciente lección sobre cinemática, mi maestra enseñó acerca de la inercia y el impulso. Esto es lo que ella dijo.

Inercia : una característica de un objeto que resiste los cambios en su estado de movimiento.

Momentum : La resistencia de un objeto a un cambio en su estado de movimiento.

Mi problema es ¿cuál es la diferencia entre ambos? Quiero decir que se ven igual. ¿Y por qué la inercia no tiene una unidad sino el impulso?

8 Answers


David Z 04/28/2015.

Momentum: La resistencia de un objeto a un cambio en su estado de movimiento.

Eso suena como una definición a pescado de impulso para mí. Una definición slightly mejor, al menos en su nivel, es que el momento representa la "cantidad de movimiento" que tiene un objeto. De acuerdo, la "cantidad de movimiento" es un término muy vago, pero es lógico pensar que si la "cantidad de movimiento" se definiera con precisión, tendría las siguientes características:

  • Cuanto más grande es un objeto, mayor es su "cantidad de movimiento", siendo todo lo demás igual
  • Cuanto más rápido se mueve un objeto, mayor es su "cantidad de movimiento", siendo igual todo lo demás
  • Si dos objetos tienen "cantidades de movimiento" iguales en direcciones opuestas, la "cantidad de movimiento" total del sistema de ambos es cero

Momentum es una cantidad definida con precisión que satisface estos principios. Para objetos masivos de movimiento lento, se puede calcular por $ p = mv $.

Una definición mucho mejor de impulso proviene del hecho de que se conserva, pero eso puede estar más allá de su nivel, así que lo omitiré. (Pero sé que el hecho de que el momentum se conserve en muchas situaciones es lo que lo hace tan útil).

Para la inercia, por otro lado, esto es bastante razonable:

Inercia: una característica de un objeto que resiste los cambios en su estado de movimiento.

La idea es que los objetos que son más difíciles de mover o cuyo movimiento es más difícil de cambiar tengan más inercia. La cantidad definida con precisión que satisface estas propiedades es la masa inercial, que probablemente conozcas simplemente como "masa". (O en realidad, energía, pero a su nivel puede pretender que es solo masa).


Asher 04/28/2015.

La inercia es una característica intrínseca del objeto relacionado con su masa. La inercia te dice cuánta fuerza tomará para causar una aceleración particular en el objeto.

Momentum es una función de la masa and velocity. de un objeto and velocity. El momento es una medida de la energía cinética del objeto.

Un objeto masivo puede tener cualquier momento (al menos mientras su velocidad sea menor que la velocidad de la luz), incluido el impulso cero o negativo dependiendo del marco de referencia y las convenciones de coordenadas, pero siempre tiene una inercia positiva distinta de cero.


Ike Kiefer 05/02/2017.

Buena pregunta. El pensamiento claro es esencial en física, y muchos docentes y estudiantes simplemente avanzan hacia ecuaciones plug-and-chug sin primero pasar suficiente tiempo para estudiar, explicar y comprender completamente los comportamientos detrás de las matemáticas.

Respuesta corta:

Inertia es un concepto general que describe el comportamiento observado de los objetos en movimiento y en reposo que Newton escribió en su primera ley. No tiene magnitud ni unidades de medida. Para cuantificar la Inertia , los físicos desarrollaron el concepto más específico de Momentum , que tiene cantidades de masa, velocidad y dirección.

Respuesta larga:

Inertia es la tendencia natural observada de un objeto en movimiento para seguir moviéndose en la misma dirección y a la misma velocidad, o en reposo, para permanecer en reposo. En física, aprendemos rápidamente que la única diferencia entre un objeto en movimiento o estar en reposo es el movimiento relativo del observador, por lo que ambos casos son en realidad la misma cosa. Inertia simplemente nos dice que cambiar el movimiento de un objeto requiere aplicarle una fuerza.

Para describir completamente la propiedad de la Inertia con unidades que podemos medir, debemos cuantificar la velocidad de movimiento, la dirección del movimiento y la resistencia al cambio de movimiento de un objeto. Combinamos estas tres cosas en un solo parámetro para cada objeto llamado Momentum .

La resistencia al cambio de movimiento no depende de la dirección, por lo que es lo que llamamos una cantidad "escalar" y se ha denominado Mass . Cuantificamos la Mass usando unidades como kg o lb-mass. De hecho, medimos la Mass de un objeto indirectamente al aplicarle una Force conocida y al medir su cambio de movimiento (aceleración) de acuerdo con la ecuación Masa = Fuerza / Aceleración. Los objetos que requieren mucha Force para acelerar un poco tienen una gran Mass . Los objetos que aceleran mucho con un poco de Force tienen una Mass pequeña.

La velocidad también es una cantidad escalar, pero cuando combinamos la velocidad con la dirección, obtenemos una cantidad de "vector" llamada Velocity .

Momentum tiene una magnitud y una dirección. Cuantificamos el Momentum de un objeto como el producto de la cantidad escalar de Mass multiplicada por su vector de Velocity .

Momentum también es una propiedad mensurable de un conjunto de objetos. Su Momenta individual se puede sumar utilizando vector además y ser representado por un objeto virtual que llamamos Center of Mass movimiento con una Net Velocity .

Momentum se "conserva", lo que simplemente significa que no cambia con el tiempo para ningún sistema cerrado a menos que se aplique una fuerza externa. Para una colección de objetos, su Momentum colectivo no cambia, incluso si chocan entre sí y se separan de nuevo o se agrupan, o un objeto se va alejando de sus vecinos. Estas colisiones, si no perfectamente elásticas, reducirán la Energía Cinética del sistema, especialmente si se agrupan en un solo objeto, pero el Momentum del grupo será el mismo que el impulso neto de todas las piezas individuales originales: el Center of Mass continuará moviéndose con la misma Net Velocity . Con este ejemplo, podemos ver que no debemos confundir Momentum (Mass x Velocity) con Kinetic Energy (Mass x Velocity ^ 2). Mientras se conserva la energía total (primera ley de la termodinámica), la energía cinética puede cambiar a otras formas, como la energía térmica o la energía potencial, por lo que no se conserva como Momentum .

Nota:

Como una advertencia importante, lo anterior se aplica al reino de la física newtoniana clásica donde las velocidades son mucho, mucho menores que la velocidad de la luz (velocidad de la información) y los efectos relativistas son insignificantes. A medida que los objetos se aproximan a la velocidad de la luz, la velocidad y la masa no son tan distintas, y al observador le parece que la energía adicional aumenta la masa de un objeto en lugar de su velocidad. Aún así, el momento se conserva.


megha singh 07/11/2015.

Inercia es lo que simplemente llamamos 'cantidad de material'. La palabra material se ha utilizado aquí para especificar la cuestión del cuerpo. Por ejemplo, una silla de plástico, una silla de madera y una silla de hierro. Entre ellos, una silla de plástico tendrá menos inercia porque aplicará menos fuerza de reacción, por lo que es fácil de levantar. Y la palabra cuantitativa se usa para definir el número. Por ejemplo, una madera de 10 kg y 10 kg de hierro tendrían la misma inercia.

Mientras que el impulso, $ p $, es directamente proporcional a la inercia, eso significa cuánto se opone el cuerpo a lo externo, que es lo que llamamos inercia, mayor será el impulso. Así que básicamente definimos la inercia y el impulso de esta manera: la tendencia del cuerpo a oponerse a la fuerza externa aplicada para cambiar el tamaño de la forma o la posición del cuerpo es la inercia y la cantidad de movimiento se llama impulso. Marque la palabra fuerza externa.


Mohammed Yousuf 07/28/2016.

Desde la perspectiva de un forastero, veo la inercia como el estado de la cuestión y el impulso como medida de ese estado. La inercia puede ser un estado de no movimiento o velocidad extrema. La velocidad a la que se permite que este movimiento o no movimiento continúe es momentum. Es por eso que se puede medir el momento, pero la inercia solo se puede observar.


user95137 05/02/2017.

Ya hay buenas respuestas aquí, pero ninguna de ellas parece haber abordado lo que usted dijo acerca de que le dijeron que el momento es una resistencia al cambio de movimiento. Esa declaración could ser precisa, si saltas un par de pasos en cómo la interpretas.

$$ \ frac {d \ mathbf p} {dt} = \ mathbf F $$

Esta es la definición de momento, si piensas en situaciones donde la masa es efectivamente constante, como lanzar y atrapar una pelota, obtienes: $$ m \ frac {d \ mathbf v} {dt} = \ mathbf F $$ que puede again simplificar y reescribir como: $$ m \ frac {\ Delta v} {\ Delta t} = F_ {avg}. $$

Entonces, está bastante claro que $ m \ Delta v = \ Delta p = F_ {avg} \ Delta t $, es decir: el cambio neto en el momento del objeto [el impulso] es igual a la fuerza promedio multiplicada por el tiempo de contacto. Entonces, si imagina una bola con un impulso $ p $, si el tiempo de contacto es constante independientemente de la fuerza requerida, entonces puede ver que la fuerza requerida para detener un objeto, para change it's motion , es directamente proporcional a su impulso .

Además, tenga en cuenta los $ m $ en la expresión del impulso, por lo tanto, tiene dos cosas que pueden cambiar directamente lo difícil que es cambiar el movimiento de un objeto, la masa y el producto de la masa y la velocidad: momento.


amrinder singh 06/24/2017.

básicamente una cosa no es nada es cambio en aceleración nada más chicos usan la interpretación gráfica para resolver este problema se sentirá tranquilo cuando el objeto comience a moverse significa que su aceleración cambia significa que gana impulso por qué se mueve si no se conserva el impulso no podrá moverse inicialmente, el impulso comienza a subir y la inercia comienza a disminuir, por lo que el impulso y la inercia son inversamente conceptuales, es probable que sean iguales, pero son muy opuestos. Espero que disfrutes con las mecánicas de respuesta. Los chicos de cambio se concentran en problemas de la vida real que están sucediendo en la naturaleza, puede ser que puedas descubrir 4 movimientos de movimiento.


D. Ennis 12/09/2017.

Inercia es un término histórico anticuado, y no es divertido leer los intentos tortuosos de ocultar el hecho de que su significado es indistinguible de la propiedad de la materia que ahora llamamos masa inercial, que en la física clásica es la resistencia a la aceleración.

La masa se define erróneamente en muchos libros y muchas aulas, especialmente en ciencia química, como "la cantidad de 'cosas' o la cantidad de materia en un objeto. Hazte un favor y desaprende cualquier noción de que la masa es materia. La misa no es materia, es una propiedad de la materia.

La inercia es un sinónimo anticuado, sin unidades, inútil y confuso para la masa inercial. Lo he echado de mi léxico de física personal. Soy profesor de física y no enseño inercia, excepto como un artefacto histórico que tenemos que soportar cuando lo encontramos todavía en uso. Solo asentí con la cabeza y sonrío. Lo encuentro en forma impresa, o en conversaciones donde la discusión no está garantizada.

El impulso es el producto de la masa y la velocidad de un objeto, una cantidad que Newton consideró la cantidad fundamental de movimiento.


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