6. CONSERVACIÓ DE LA QUANTITAT DE MOVIMENT

PER A QUÈ S'USA LA CONSERVACIÓ DE LA QUANTITAT DE MOVIMENT EN XOCS ENTRE VEHICLES?

La quantitat de moviment o moment lineal, descriu el moviment d'un cos. És el resultat de multiplicar la massa del cos per la seva velocitat, en un instant determinat. 

D'aquesta manera, el moment lineal d'un sistema de partícules és igual al moment lineal del seu centre de masses. A qualsevol xoc, el moment lineal total del sistema es conserva.

La llei de la conservació de la quantitat de moviment, planteja que la quantitat de moviment d'un sistema mecànic abans de la interacció, és igual a la quantitat de moviment després de la interacció. 

Per tant, s'utilitza en xocs entre vehicles perquè es compleix la llei, la quantitat de moviment que perd el cos 1 és igual a la quantitat de moviment després del xoc que guanya el cos 2. Permet fer prediccions de les velocitats o de les masses d'objectes abans i després del xoc, sense saber les forces que participen.

Aquesta fórmula iguala els impulsos que reben els dos cotxes, que són els mateixos però en sentit contrari. S'agrupen les velocitats inicials en un costat del =, i les finals a l'altre.

m → Massa del cos.

Velocitat → Velocitat (inicial o final).

Un xoc entre dos vehicles, tindrà les mateixes forces, amb igual magnitud però diferent sentit (3a llei de Newton). Les forces actuaran sobre els vehicles durant un temps determinat, que és el mateix pels dos cossos.

Una part de l'energia que crea el xoc, és absorbida per les deformacions plàstiques dels vehicles i els elements de la via. Una altra fracció de l'energia, es transforma en forma de fregament i com a energia cinètica si els vehicles continuen movent-se després del xoc. L'última part d'energia l'absorbeixen els ocupants, això ocasiona les lesions, de més o menys gravetat depenent de la quantitat.

EN QUINES CONDICIONS ES COMPLEIX AQUEST PRINCIPI EN UNA COL·LISIÓ?

La quantitat de moviment és una quantitat vectorial, té una direcció, una mida i és vàlida per a sistemes de partícules, és a dir, sistemes on participin més de dos cossos.

En una col·lisió és molt complicat trobar totes les forces implicades, per tant, la resolució del problema és gairabé impossible. La quantitat de moviment dona una alternativa per a estudiar problemes com aquests, ja que no cal saber les forces sinó conèixer les masses i velocitats, d'abans o després de l'impacte.

Es compleix per a qualsevol mena de condició, sempre que no hi hagi forces externes netes. 

1. És aplicable si el xoc és elàstic (cossos reboten després del xoc) o si és inelàstic (cossos es queden units després del xoc).
2. Com no existeix cap força externa, la quantitat de moviment és constant (igual a 0 si està en repòs abans del xoc) en cas d'explosió o trencament dels cossos.

QUINES TIPOLOGIES DE XOC PODEM SUPOSAR APLICANT AQUEST PRINCIPI?

*Podeu considerar l'opció de plantejar exercicis il·lustratius, a mode d'exemple, per a respondre o enriquir les respostes a les qüestions anteriors.

Aquest vídeo explica de manera ràpida els tipus de xocs que existeixen.

• XOC ELÀSTIC → Aquests xocs, es produeixen quan dos objectes xoquen sense deformació i sense produir calor. Es conserva el moment lineal i l'energia cinètica. Per exemple, les boles de billar.

• XOC INELÀSTIC → Els objectes xoquen, es produeix una deformació i calor. Es conserva el moment lineal però no l'energia cinètica.

• XOC PERFECTAMENT INELÀSTIC →  Aquests objectes xoquen i es produeix una deformació, i continuaran units després de la col·lisió. Les seves velocitats finals seran iguals i hi haurà conservació del moment lineal.