Si sostengo un puntero láser y presiono el gatillo, ¿la emisión del rayo genera retroceso en la dirección opuesta a través de la conservación del momento? Entiendo que sería minúsculo, por lo que mi pregunta es "en principio". Y dado que el rayo en sí no tiene masa pero sí tiene energía, ¿cuál sería la ecuación correcta para calcular la fuerza de reacción?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
WetSavannaAnimal aka Rod Vance
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Sí, de hecho habrá un "retroceso". Cuando emites luz de energía $E$ en una dirección definida por el vector unitario $\hat{X}$, esa luz lleva impulso $\frac{E}{c}\hat{X}$, por lo que la magnitud del impulso es $E/c$. Si tu salida de energía por unidad de tiempo es $P$, entonces el impulso impartido en ti en ese tiempo es $-\frac{P}{c}\hat{X}$, por lo que esta es la fuerza impartida en ti. ¡Es muy pequeña, a menos que estés emitiendo una fracción apreciable de un kilogramo como energía de luz por segundo!
Cada fotón lleva impulso $\hbar\,k$, donde $k$ es su número de onda, por lo que esto mide el retroceso por fotón.
Por cierto, estas ecuaciones siguen del caso sin masa de la ecuación para la norma del cuadrimpulso para una partícula de energía total $E$, momento $p$ y masa en reposo $m$:
$$E^2 - p^2 c^2 = m^2\,c^4$$
