Calculadora de impulso
Calcula el impulso J = F·Δt o usa el teorema del impulso y la cantidad de movimiento J = m(v₂ − v₁). Despeja el impulso, la fuerza media o el tiempo de contacto, y observa cómo alargar el tiempo de contacto reduce la fuerza de un impacto.
Última actualización:
Con signo: negativo = sentido opuesto
Cómo usar Calculadora de impulso
- Elige qué calcular: impulso, fuerza, tiempo, impulso a partir del cambio de momento lineal o fuerza media de impacto.
- Introduce los valores conocidos y elige las unidades.
- Usa signos para el sentido: una pelota que rebota tiene velocidad negativa en uno de los lados.
- Pulsa Calcular para ver la respuesta con la fórmula y tus números.
- Revisa la tabla para ver cuánto reduce la fuerza un tiempo de contacto más largo.
Fórmulas del impulso
| Calcular | Fórmula | Ejemplo |
|---|---|---|
| Impulso | J = F · Δt | 500 N × 0.05 s = 25 N·s |
| Impulso (momento lineal) | J = m · (v₂ − v₁) | 0.6 kg × (4.5 − (−6)) m/s = 6.3 N·s |
| Fuerza media | F = J ÷ Δt = m · Δv ÷ Δt | 1,500 kg × 13.9 m/s ÷ 3 s ≈ 6.9 kN |
| Tiempo de contacto | Δt = J ÷ F | 10 lbf·s ÷ 20 lbf = 0.5 s |
Para una fuerza que cambia durante el contacto, el impulso es el área bajo la gráfica fuerza–tiempo, J = ∫F dt. La "fuerza media" de la calculadora es la fuerza constante que produciría el mismo impulso en el mismo tiempo; la fuerza máxima en un impacto real suele ser mayor.
Tiempos de contacto típicos
| Evento | Tiempo de contacto aproximado |
|---|---|
| Bate golpeando una pelota de béisbol | 0.5–1 ms |
| Palo de golf golpeando una pelota | unos 0.5 ms |
| Patear un balón de fútbol | 8–12 ms |
| Aterrizar un salto con las rodillas flexionadas | 0.1–0.3 s |
| Auto que se detiene en un choque con zonas de deformación | 0.07–0.15 s |
Convención de signos: elige un sentido como positivo. Una velocidad, fuerza o impulso en el sentido opuesto es negativo, así que un rebote cambia el momento lineal más que una detención total.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el impulso en física?
El impulso es el efecto de una fuerza que actúa durante un tiempo: J = F·Δt para una fuerza constante (o media). Es un vector que se mide en newton-segundos (N·s), la misma unidad que el momento lineal (kg·m/s).
¿Qué relación hay entre impulso y momento lineal?
Según el teorema del impulso y la cantidad de movimiento, el impulso sobre un objeto es igual a su cambio de momento lineal: J = Δp = m(v₂ − v₁). Una pelota de béisbol de 0.145 kg que pasa de −40 m/s a +45 m/s recibe un impulso de 0.145 × 85 = 12.3 N·s.
¿Cómo calculo la fuerza media a partir del impulso?
Divide el impulso entre el tiempo de contacto: F = J ÷ Δt. Si esa pelota de béisbol está en contacto con el bate durante 0.7 ms, la fuerza media es 12.3 ÷ 0.0007 ≈ 17,600 N.
¿Por qué las bolsas de aire y las zonas de deformación reducen las lesiones?
El impulso necesario para detenerte está fijado por tu masa y tu velocidad, pero las bolsas de aire, los acolchados y las zonas de deformación hacen que la detención dure más. Como F = J ÷ Δt, duplicar el tiempo de frenado reduce a la mitad la fuerza media.
¿Por qué una pelota que rebota recibe más impulso que una que se queda pegada?
Su velocidad cambia de sentido, así que el cambio de momento lineal incluye tanto detenerse como volver: m(v₂ − v₁) con v₁ y v₂ de signo opuesto. Un rebote perfecto da el doble de impulso que una pelota que simplemente se detiene.
¿Cuáles son las unidades del impulso?
La unidad del SI es el newton-segundo (N·s = kg·m/s). En unidades habituales de EE. UU. es la libra-fuerza segundo (lbf·s); 1 lbf·s ≈ 4.448 N·s.
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