Calculadora de conservación del momento

La conservación del momento establece que el momento total de un sistema aislado permanece constante. El momento, o cantidad de movimiento, es el producto de la masa por la velocidad: p = mv. Como la velocidad incluye la dirección, el momento es una magnitud vectorial. En un cálculo unidimensional, el signo positivo representa un sentido y el negativo, el opuesto. Por eso, la calculadora admite velocidades iniciales negativas para los objetos que se mueven hacia el sentido negativo del eje elegido. Antes del choque, el momento total es m1u1 + m2u2; después, es m1v1 + m2v2. Si no actúa ningún impulso externo sobre el par, ambos totales son iguales. Un choque perfectamente inelástico ocurre cuando los objetos quedan unidos. Ambos comparten entonces una velocidad final, que se obtiene dividiendo el momento total inicial entre la masa conjunta. El momento se conserva, pero la energía cinética normalmente no. Parte de la energía mecánica se transforma en deformación, calor, vibración o sonido. Los impactos de vehículos y el acoplamiento de vagones son aproximaciones útiles, aunque los sistemas reales pueden presentar otros movimientos y fuerzas externas. Un choque perfectamente elástico conserva tanto el momento como la energía cinética. Al resolver esas dos ecuaciones de conservación se obtiene una velocidad final para cada objeto. En el caso ideal conocido, las masas iguales intercambian sus velocidades. Las bolas de billar y las interacciones entre partículas pequeñas suelen modelarse como elásticas cuando las pérdidas de energía son despreciables. La calculadora utiliza las ecuaciones analíticas estándar para un choque frontal elástico en una dimensión. Usa una unidad de masa y una unidad de velocidad de forma coherente. Las etiquetas indican kilogramos y metros por segundo, por lo que el momento se muestra en kilogramos metro por segundo y la energía cinética en julios. Los momentos totales antes y después deben coincidir, salvo por el redondeo de pantalla. En un choque elástico también deben coincidir las energías cinéticas totales. En uno perfectamente inelástico, la energía cinética final no debe superar la inicial. Este modelo supone dos cuerpos, movimiento rectilíneo, contacto instantáneo y ausencia de fuerzas externas importantes durante el impacto. No modela rotación, ángulo de impacto, fricción posterior, detalles de deformación ni un coeficiente de restitución entre cero y uno. Esos efectos requieren un modelo mecánico más detallado. Dentro de sus supuestos, la calculadora permite revisar ejercicios, comparar tipos de choque y entender cómo la masa y la velocidad con signo determinan el resultado.