¿El impulso dado se divide en momento lineal y angular?

Aquí está la pregunta:

Una barra uniforme de masa m y longitud yo se coloca horizontalmente sobre una superficie horizontal lisa. Se aplica un impulso P en un extremo perpendicular a la longitud de la varilla. Encuentre la velocidad del centro de masa y la velocidad angular de la barra justo después de aplicar el impulso.ingrese la descripción de la imagen aquí

Sé que conservaremos el momento angular y lineal porque no se aplica ninguna fuerza externa.

Según las soluciones que he leído:

Momento lineal: El momento lineal inicial es 0 y se aplica un impulso de P. Por lo tanto, el cambio en el momento lineal = P.

PAG = metro v C metro v C metro = PAG metro

Pero mi pregunta es, ¿se considerará todo el impulso P para el impulso lineal? ¿No debería dividirse el impulso total dado en momento lineal y momento angular? Además, no pude entender la forma en que calcularon el momento angular, así que explíquenlo también...

Puede definir un impulso angular de manera similar.
Entonces escribiremos PAG yo 2 = I ω + metro v C metro r ?
Lo siento, ¿qué hay de tangens, seno, coseno?

Respuestas (2)

No, el impulso es el impulso . El 100% del impulso va al momento del cuerpo después y, por lo tanto, al movimiento del centro de masa .

PAG = metro v C metro

El movimiento es así

v C metro = PAG metro

Entonces, ¿qué pasa con la rotación? Bueno, el momento angular es justo donde actúa el momento en el espacio. Y la conservación del momento angular significa que el momento lineal actúa aunque se conserva.

Foto

Déjame elaborar tu ejemplo. Considere el punto de aplicación punto 1 y el centro de masa punto 2 con distancia C entre ellos.

El momento angular (momento de momento) del impulso visto desde el centro de masa es

L 2 = C PAG
(positivo desde PAG actúa en sentido contrario a las agujas del reloj con respecto a 1 ).

Después de aplicar el impulso, el momento angular se conserva y define el movimiento de rotación.

L 2 = I 2 ω

Entonces el movimiento es

ω = C PAG I 2

Ahora la prueba. Si transformo el momento angular L 2 en el punto 1 donde actuó el impulso debe ser cero. Esto se debe a que el impulso tiene un momento angular cero a lo largo de la línea (en el espacio) sobre la que actúa.

L 1 = L 2 C PAG = I 2 ω C PAG = C PAG C PAG = 0
(negativo ya que el impulso actúa en el sentido de las agujas del reloj en relación con 1 )

En resumen,

  • El impulso lleva una cantidad de movimiento igual a PAG
  • El impulso tiene un momento angular cero alrededor de 1
  • El impulso tiene momento angular C PAG alrededor de 2
  • Después de aplicar el impulso, el cuerpo tiene un momento igual a PAG
  • El cuerpo tiene momento angular cero alrededor de 1
  • El cuerpo tiene momento angular C PAG alrededor de 2

Lo anterior es resultado directo de la conservación de la cantidad de movimiento, no solo como vector (magnitud y dirección) sino también como línea en el espacio (que pasa por 2 ).

Consulte también esta respuesta que amplía la geometría del momento angular.

El impulso de momento lineal no se 'divide' de ninguna manera.

Una forma de ver esto es que también se aplican cosas al destino:

  1. Un impulso de momento lineal. Puede que algunas partes del objetivo se muevan más rápido, otras más lentamente, pero el resultado total de todo eso será el cambio en el centro de la cantidad de movimiento.

  2. Un impulso de momento angular que proviene de la fuerza aplicada y el brazo de momento (es decir, el par) y la duración. Eso da como resultado un cambio en el momento angular del objetivo.

Estos son resultados independientes de la fuerza aplicada y del tiempo, es decir, del impulso. El momento aplicado y el momento angular aplicado se conservan por separado.

Lo que puede ser confuso aquí es que la energía no se conserva por separado: si trabajas en el bloque, eso tiene que dividirse en energía de rotación y energía de traslación. Pero las dos formas de impulso no son así: excepto por tener nombres similares, son diferentes.

¿Podría ser más claro sobre por qué 'el momento lineal y angular se conservan por separado'...
No precisamente. Eso es solo un hecho de la naturaleza: son cosas diferentes, con diferentes leyes de conservación. Al igual que la energía y el impulso: cosas diferentes.