5.11.4.3 Sistemas de Partículas y Momento Lineal (14 horas) [Habilidades AG-C07]

Referencias Bibliográficas: [Young and Freedman, 2015,Tipler and Mosca, 2007]

Temas

1. Definición de centro de masa: $\vec{R}_{CM} = \frac{1}{M}\sum m_i \vec{r}_i$
2. Momento lineal de una partícula y de un sistema: $\vec{p} = m\vec{v}$ y $\vec{P} = M\vec{V}_{CM}$
3. Segunda ley de Newton para sistemas: $\vec{F}_{ext} = \frac{d\vec{P}}{dt}$
4. Conservación del momento lineal para sistemas aislados
5. Distinción entre fuerzas internas y externas en un sistema
6. Colisiones de dos cuerpos, incluyendo casos elásticos, inelásticos y completamente inelásticos
7. Coeficiente de restitución y su significado físico en las colisiones
8. Sistemas con masa variable, como la ecuación del cohete: $M\frac{dV}{dt} = v_{ex}\frac{dM}{dt}$
9. Sistemas de muchas partículas y su dinámica del centro de masa

10. Distribuciones continuas de masa y el cálculo de su centro de masa mediante integración

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Localizar el centro de masa para un conjunto discreto de partículas en Una, Dos y Tres dimensiones [Usar]
2. Determinar el momento lineal total de un sistema a partir del movimiento de su centro de masa [Usar]
3. Aplicar la conservación del momento lineal para resolver problemas de colisión en Una y Dos dimensiones [Usar]
4. Clasificar colisiones como elásticas, inelásticas o completamente inelásticas basándose en la conservación de la energía cinética [Familiarizarse]
5. Calcular el coeficiente de restitución a partir de las velocidades antes y después de la colisión [Usar]
6. Resolver la ecuación del cohete para determinar la velocidad en función de la masa expulsada [Usar]
7. Analizar cómo las fuerzas internas afectan a las partículas individuales pero no al momento total de un sistema [Evaluar]

8. Integrar para hallar el centro de masa de cuerpos continuos simétricos como varillas, discos y esferas [Usar]