Significado de Cantidad de movimiento
Locución nominal femenina. De «cantidad», del latín quantitas, y «movimiento», del latín movimentum. También se llama momento lineal.
La cantidad de movimiento es una magnitud vectorial física que resulta de multiplicar la masa de un cuerpo por su velocidad, y que indica la dificultad para detener o desviar ese cuerpo.
También se llama momento lineal; su símbolo habitual es p y se mide en kilogramos por metro por segundo (kg·m/s) en el Sistema Internacional.
Qué es la cantidad de movimiento
Se calcula con la fórmula p = m·v, donde m es la masa del cuerpo y v su velocidad. Al ser el producto de un escalar (la masa) por un vector (la velocidad), el resultado es un vector: la cantidad de movimiento tiene la misma dirección y sentido que la velocidad, y su magnitud crece cuanto mayor es la masa o la rapidez del cuerpo. Por eso un camión y una bicicleta a la misma velocidad no tienen la misma cantidad de movimiento, ni la tiene un mismo cuerpo si se mueve más rápido o más despacio.
Su importancia está en que se conserva: en un sistema aislado, sin fuerzas externas netas, la cantidad de movimiento total antes de una interacción es igual a la de después, ya sea un choque, una explosión o un simple empuje entre dos cuerpos. Esta ley de conservación se deduce de las leyes de Newton, en particular de la tercera ley, y es válida incluso cuando la energía cinética del sistema cambia.
La segunda ley de Newton puede expresarse en función de esta magnitud: la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación de su cantidad de movimiento en el tiempo. Esta forma es más general que la conocida F = m·a, porque también describe casos en los que la masa del cuerpo cambia, como un cohete que va perdiendo combustible.
Su estudio corresponde a la mecánica clásica, dentro de la física, y es una magnitud central en el análisis de choques, explosiones y sistemas de partículas.
Origen de la expresión cantidad de movimiento
«Cantidad» viene del latín quantitas, derivado de quantus, «cuánto»; «movimiento» viene del latín movimentum, de movere, «mover». La expresión conjunta traduce el latín científico quantitas motus, usado en la física de los siglos XVII y XVIII.
El concepto tiene su origen en la física del siglo XVII: el filósofo francés René Descartes definió la «cantidad de movimiento» como el producto de la masa por la rapidez, aunque sin tener en cuenta la dirección. El físico inglés Isaac Newton, en sus Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687), la precisó como una magnitud vectorial y la usó para formular su segunda ley del movimiento.
Conservación de la cantidad de movimiento
| Situación | En qué consiste | Ejemplo |
|---|---|---|
| Choque elástico | Se conservan tanto la cantidad de movimiento como la energía cinética total del sistema. | El choque entre dos bolas de billar. |
| Choque inelástico | Se conserva la cantidad de movimiento, pero parte de la energía cinética se transforma en calor o deformación. | Dos coches que colisionan y quedan enganchados. |
| Explosión | Un cuerpo en reposo se fragmenta en partes que salen despedidas en direcciones opuestas; la suma vectorial de sus cantidades de movimiento sigue siendo la inicial. | El retroceso de un arma de fuego al disparar. |
| Sistema aislado | Conjunto de cuerpos sin fuerzas externas netas, cuya cantidad de movimiento total permanece constante. | Dos patinadores que se empujan sobre hielo con rozamiento despreciable. |
Ejemplos de uso de cantidad de movimiento
Al chocar dos bolas de billar, la cantidad de movimiento total del sistema es la misma antes y después del choque.
Un balón de fútbol golpeado con fuerza adquiere una cantidad de movimiento mayor que si se golpea con suavidad.
El retroceso de un cañón al disparar se explica por la conservación de la cantidad de movimiento entre el proyectil y el propio cañón.
Un camión cargado tiene más cantidad de movimiento que un coche pequeño que circula a la misma velocidad.
En un accidente de tráfico, los ingenieros forenses usan la cantidad de movimiento para reconstruir la velocidad de los vehículos antes del choque.
Sinónimos y palabras relacionadas
Sinónimos: momento lineal, el término más habitual en física universitaria.
Antónimos: no tiene antónimo, por ser una magnitud física y no un valor cualitativo.
No es lo mismo que:
- Energía cinética: también depende de la masa y la velocidad, pero es una magnitud escalar, proporcional al cuadrado de la velocidad, y no siempre se conserva en un choque.
- Fuerza: es la variación de la cantidad de movimiento en el tiempo, no la cantidad de movimiento en sí misma.
- Velocidad: es un vector que describe solo el movimiento del cuerpo; la cantidad de movimiento incorpora además su masa.
Preguntas frecuentes sobre la cantidad de movimiento
¿Cuál es la fórmula de la cantidad de movimiento?
p = m·v, donde p es la cantidad de movimiento, m la masa del cuerpo y v su velocidad. Al ser v un vector, p también lo es, con la misma dirección y sentido.
¿La cantidad de movimiento es una magnitud vectorial o escalar?
Es vectorial: tiene módulo, dirección y sentido, porque se obtiene multiplicando la masa, un escalar, por la velocidad, que sí es un vector.
¿Cuándo se conserva la cantidad de movimiento?
Se conserva en cualquier sistema aislado, es decir, cuando no actúan fuerzas externas netas sobre él, como ocurre en los choques y las explosiones entre los cuerpos del propio sistema.