Impulso de Fuerza

El producto de la fuerza media por el tiempo que es ejercida, se llama impulso de fuerza. De la segunda ley de Newton

Se puede extraer el impulso de una fuerza y encontrarse que es igual al cambio que experimenta el momento de un objeto de masa constante:

Cálculo

Minimizar la Fuerza de Impacto

Al proceso de minimizar la fuerza de impacto se puede llegar desde la definición del impulso de fuerza:

Si un impacto detiene un objeto en movimiento, entonces el cambio en el momento es una cantidad fija, y alargando el tiempo de la colisión, disminuirá la fuerza de impacto por el mismo factor. Este principio se aplica en muchas situaciones de sentido común:

• Si salta al suelo desde cualquier altura, y dobla las rodillas en el momento del choque, se extiende el tiempo de la colisión y se disminuye la fuerza de choque.
• Un boxeador que se aleja de un golpe, prorroga el tiempo del impacto y por tanto disminuye la fuerza
• Los automóviles se fabrican para plegarse en caso de choque, extendiendo el tiempo de colisión y disminuyendo la fuerza de impacto.

Alternativamente, se puede examinar el mismo escenario con la ayudo del principio trabajo-energía.

Ejemplo de Choque de Coche

Un impacto que detiene a un objeto en movimiento, tiene que realizar suficiente trabajo para quitarle toda su energía cinética, por lo que ampliar la distancia recorrida durante la colisión, reduce la fuerza del impacto.

Aeroplano y Pato

Estimar la fuerza de impacto promedio entre un avión de pasajeros que viaja a 600 Millas/h. y un pato 1 de libra de peso cuya longitud es de 1 pie. Este es un ejemplo del uso de la Fuerza de impulso.

¿Cuanta fuerza de impulso?

Estimación de Fuerza. Aeroplano y Ave

Jack Elrod en su tira cómica Mark Trail (27/02/2000) dice: "Si un avión golpea un pájaro grande a una velocidad de 500 MPH, el impacto será de aproximadamente 25 toneladas". Esto está bastante bien encaminado, teniendo en cuenta el modelo anterior para una colisión frontal con un pájaro de tamaño mediano. El comentario está en una película de colisiones de aves en Israel, durante la temporada de migración, en un área que tiene la mayor densidad del mundo de aves migratorias. Desde 1972 se han registrado 1.282 colisiones de aves con aviones de combate, 696 con helicópteros, y 637 con aviones de transporte y aviones ligeros.

Estimaciones Aeroplano y Ave

Para la estimación de la fuerza aeroplano y ave, la masa del ave está determinada, pero también debe ser estimada el cambio en la velocidad y el tiempo de colisión con objeto de calcular la fuerza de impacto media.

El cambio en la velocidad del ave se estima en 600 MPH = 880 pies/s., asumiendo una colisión frontal, suponiendo que el pato viaja con el avión después de la colisión, y suponiendo que la velocidad del pato es insignificante en comparación con la del avión, aproximación de "pato flotando".

El tiempo de la colisión se supone que es el tiempo de tránsito de la longitud del pato de 1 pie, así que será 1/880 segundos

Fuerza de Colisión Aeroplano y Ave

Como una variante del problema del aeroplano y pato, cambie la masa del ave y la velocidad del aeroplano. Entre una longitud del ave, para la estimación del tiempo de impacto.