9.1 Momento lineal

El movimiento de un objeto depende tanto de su masa como de su velocidad. El momento es un concepto que describe esto. Es un concepto útil y poderoso, tanto desde el punto de vista computacional como teórico. La unidad del SI para el momento es el kg $\cdot$ m/s.

9.2 Impulso y colisiones

Cuando se aplica una fuerza sobre un objeto durante cierto tiempo, el objeto experimenta un impulso.
Este impulso es igual al cambio de momento del objeto.
La segunda ley de Newton en términos de momento establece que la fuerza neta aplicada a un sistema es igual a la tasa de cambio del momento que la fuerza provoca.

La ley de conservación del momento establece que el momento de un sistema cerrado es constante en el tiempo (se conserva).
El sistema cerrado (o aislado) se define como aquel en el que la masa permanece constante y la fuerza externa neta es cero.
El momento total del sistema se conserva solo cuando el sistema está cerrado.

La colisión elástica es aquella que conserva la energía cinética.
La colisión inelástica no conserva la energía cinética.
El momento se conserva, independientemente de que la energía cinética se conserve o no.
El análisis de los cambios de energía cinética y la conservación del momento permiten calcular las velocidades finales en términos de velocidades y masas iniciales en colisiones unidimensionales de dos cuerpos.

El enfoque de las colisiones bidimensionales consiste en elegir un sistema de coordenadas conveniente y dividir el movimiento en componentes a lo largo de ejes perpendiculares.
El momento se conserva en ambas direcciones de forma simultánea e independiente.
El teorema de Pitágoras da la magnitud del vector de momento mediante el empleo de los componentes x y y, calculados con la conservación del momento en cada dirección.

Un objeto extendido (formado por muchos objetos) tiene un vector de posición definido, que recibe el nombre de centro de masa.
El centro de masa puede considerarse, de forma imprecisa, como la ubicación media de la masa total del objeto.
El centro de masa de un objeto traza la trayectoria dictada por la segunda ley de Newton, debido a la fuerza externa neta.
Las fuerzas internas de un objeto extendido no pueden alterar el momento del objeto extendido en su conjunto.

Un cohete es un ejemplo de conservación del momento en el que la masa del sistema no es constante, ya que el cohete expulsa combustible para proporcionar empuje.
La ecuación del cohete nos da el cambio de velocidad que obtiene el cohete al quemar una masa de combustible y que disminuye la masa total del cohete.