Teorema do impulso
Propaganda
FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso COMPONENTE FÍSICA CURRICULAR Ensino Fundamental Ensino Médio, ou Ensino 1º ANO Médio, Série Teorema Tópico do Impulso FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Você já parou para pensar... Como são produzidas as Auroras Boreais? http://i.ytimg.com/vi/fEH5QCY8GlU/maxresdefault.jpg Como os foguetes se deslocam no espaço? COMPONENTE CURRICULAR https://encryptedtbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR4pbFrXfGapMRBcpx86Usu_n3T7iq7p0I8qKtLT9t E2qMFicw8 Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Como funcionam os Air Bags? Tópico http://s3.amazonaws.com/rapgenius/1378111778_w2l4ewtFS8gBpd6G AI3Q_airbag_.jpg FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Ao final dessa aula, você terá adquirido conhecimentos suficientes para responder a esses questionamentos. COMPONENTE CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Impulso Grandeza que relaciona a força aplicada em um corpo com o respectivo intervalo de tempo de aplicação dessa força. 𝑰 = 𝑭 ∙ ∆𝒕 𝑰 ≡ 𝑰𝒎𝒑𝒖𝒍𝒔𝒐 𝑭 ≡ 𝑭𝒐𝒓ç𝒂 ∆𝒕 ≡ 𝑰𝒏𝒕𝒆𝒓𝒗𝒂𝒍𝒐 𝒅𝒆 𝒕𝒆𝒎𝒑𝒐 Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série O IMPULSO é uma GRANDEZA VETORIAL, ou seja, necessita de INTENSIDADE, DIREÇÃO e SENTIDO para ser determinado. COMPONENTE CURRICULAR Tópico http://cnvphotos.com/blog/wp-content/uploads/2014/08/Ensaio-de-Casal-de-Noivos-no-Laggus-Nautico-residencial_Fotografias-de-Casamento-em-Curitiba_Cheng-NV_18.jpg FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Impulso Ao empurrarmos um carro, por exemplo, quanto maior a intensidade da força e o tempo de atuação dessa força, maior será o impulso aplicado no carro, visto que eles são diretamente proporcionais. v COMPONENTE CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Tópico O Impulso possui a mesma direção e sentido que a força de aplicação. FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Impulso http://www.animated-gifs.eu/war-cannons/0024.gif Os canhões de longo alcance possuem canos compridos, pois quanto mais longo for, maior será a velocidade de saída da bala. http://www.monografias.com/trabajos10/prafi/Image3501.gif Isso ocorre porque a força aplicada no projétil durante explosão da pólvora atua nele por um tempo maior, aumentando o Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série impulso exercido no projétil. COMPONENTE CURRICULAR http://www.animatedgif.net/violent/firing_gun_e0.gif Tópico O mesmo ocorre com os rifles em relação aos revólveres. FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Impulso A intensidade do impulso pode ser calculada através da Área do gráfico Força versus Tempo para o intervalo de tempo COMPONENTE CURRICULAR considerado.Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Quantidade de Movimento http://i700.photobucket.com/albums/ww7/cantinhodalumad/caminhao1.gif O que é mais difícil: parar um caminhão pesado ou um carro que esteja se movendo com a mesma velocidade? COMPONENTE CURRICULAR O Caminhão, claro!!! http://www.gifs-animados.net/veiculos/veiculo024.gif Ensino Fundamental ou Ensino Série em Como o caminhão tem maior massa, temMédio, mais inércia movimento, consequentemente, maior quantidade de movimento. Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso http://www.exatas.net/testes1.jpg Quantidade de Movimento Grandeza que relaciona a massa de um corpo com a sua respectiva velocidade. 𝑸 ≡ 𝑸𝒕𝒅𝒆. 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒗𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒎 ≡ 𝑴𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒗 ≡ 𝑽𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝑸 =COMPONENTE 𝒎 ∙ 𝒗 CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série A QUANTIDADE DE MOVIMENTO também é uma GRANDEZA VETORIAL, ou seja, necessita de INTENSIDADE, DIREÇÃO e SENTIDO para ser determinada. Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso 𝒗 http://www.jogosbb.com/download/file.php?id=20605 Quantidade de Movimento 𝑸 A quantidade de movimento possui a mesma direção e sentido da velocidade. Percebam que há uma equivalência entre as unidade de medida do Impulso e da Quantidade de movimento: Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série COMPONENTE CURRICULAR m unid [ I ] N .s kg. 2Tópico .s kg.m / s unid [Q] s FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Teorema do Impulso o impulso da resultante das forças que atuam sobre um corpo, num determinado intervalo de tempo, é igual à variação da quantidade de movimento do corpo no mesmo intervalo de tempo I F.t v vo a t F m.a I m.a.t v vo I m. .t t I m.v vo COMPONENTE CURRICULAR I Q Tópico I m.v Ensino m.voFundamental Q m.ou v Ensino Médio, Série FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Teorema do Impulso I Q Para o mesmo intervalo de tempo, o impulso da força resultante é igual à variação da quantidade de movimento. Ex.: O Air Bag “uma variação rápida na Quantidade de movimento necessita de uma força grande, enquanto uma Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série variação lenta da Quantidade de movimento necessita de uma força menor.” COMPONENTE CURRICULAR Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento Leia as tirinhas abaixo e responda à questão... COMPONENTE CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Nessa história todos os meninos ganham ou perdem figurinhas. Mas há algo que se conserva. O que é? Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Você deve ter percebido que a quantidade total de figurinhas se conserva, já que nenhuma delas foi destruída ou perdida, como no último quadrinho da história. Mas como essa ideia de conservação pode se aplicar ao estudo dos movimentos? René Descartes, filósofo do século XVII, foi quem primeiro a empregou. Segundo ele, Deus teria criado no Universo uma quantidade certa de repouso e movimento que permaneceriam eternamente imutáveis. Embora a Física atual não utilize ideias religiosas, a noção de conservação dos movimentos presentes na concepção de Descartes ainda permanece válida. Ou seja, se um corpo perde seu Ensino Fundamental movimento, um outro corpo deve receber esse movimento, de modo que a quantidade de movimento total se mantém sempre a mesma. Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento COMPONENTE CURRICULAR ou Ensino Médio, Série Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento Na ausência de forças externas, a quantidade de movimento de um sistema permanece constante FR 0 I FR .t I 0 Do Teorema do Impulso I Q f Qi Qi Q f Como I 0 QI QF COMPONENTE CURRICULAR Obs.: Mesmo que a Energia Mecânica varie, a quantidade Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série de movimento pode permanecer constante .. Isto é, os princípios da conservação de energia e da quantidade de movimento são independentes. Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Auroras Boreais Partículas carregadas do vento solar são aceleradas pelas linhas de campo magnético terrestre. Elas colidem com as moléculas da atmosfera, que ganham energia interna (seus elétrons são “excitados”). COMPONENTE CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Tópico Posteriormente, ao perder essa energia excedente, as moléculas emitem luz, criando a Aurora (Boreal ou Austral) http://www.courtneymariahalsted.com/wp-content/uploads/2015/05/aurora-boreal-noruega.jpg FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Colisões Uma colisão é uma interação com duração limitada entre dois ou mais corpos. Numa Colisão há troca de quantidade de movimento e energia em consequência de sua interação. Veremos colisões envolvendo apenas dois corpos que estarão livres de qualquer força externa, ou seja, a Ensino força externa Fundamental será menor que as forças envolvidas nas colisões e portanto desprezíveis. COMPONENTE CURRICULAR ou Ensino Médio, Série Tópico http://images.forwallpaper.com/files/thumbs/preview/26/261855__space-planets-accident_p.jpg FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Colisões COMPONENTE CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Tópico http://quatrorodas.abril.com.br/imagens/627/627_tec_02.jpg FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Colisões A quantidade de movimento do sistema é conservado, já que a resultante das forças externas são desprezíveis. A quantidade de movimento final será igual à inicial. Se a energia total não variar na colisão, então a Energia Cinética do sistema é conservada. Nessa situação, a colisão é chamada de COLISÃO ELÁSTICA. Ex: bolas de bilhar. http://mundoeducacao.com/upload/conteudo_legenda/76527a2bdd62e3e1d0627ea5459fc824.jpg COMPONENTE CURRICULAR Nas colisões do dia-a-dia, parte da Energia Cinética é transformada para outras formas de energia, como sonora e térmica. Sendo assim, a energia total do sistemaou nãoEnsino se Ensino Fundamental conserva. Nessa situação, a colisão é chamada de COLISÃO INELÁSTICA. Médio, Série Tópico Ex: Colisão de automóveis. http://perlbal.hi-pi.com/blog-images/380317/gd/1259592771/Arte-digital-Colisao-Frontal.jpg FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Colisões colisão perfeitamente inelástica COMPONENTE CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensinocolisão Médio, Série elástica Tópico 20 FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Coeficiente de Restituição O coeficiente de restituição é definido como sendo a razão entre a velocidade de afastamento e a de aproximação. e Vafast. Vaprox. O coeficiente de restituição é um número puro (grandeza adimensional), extremamente útil na classificação e equacionamento de uma colisão: Colisão Elástica vafast. = vaprox. e=1 COMPONENTE CURRICULAR Colisão Inelástica v <v 0<e<1 aprox Ensino Fundamentalafast. ou Ensino Médio, Série Colisão Perf. Inelástica vafast. = 0 Tópico e=0 FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso http://www.paramulheres.com/wp-content/uploads/2010/11/halteres-para-o-cerebro-imagens.jpg COMPONENTE CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Tópico http://catiaosorio.files.wordpress.com/2012/05/alumno_estudiando.gif http://3.bp.blogspot.com/-8dXu40fJKCI/TlL8JArP-KI/AAAAAAAAAMg/-7j4sDlljfQ/s1600/teste-QI-blog-barbie-02.jpg FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Exercício 01 (U. Braz Cubas-SP) A força que age em um corpo variou segundo o gráfico dado. O impulso que a força imprimiu ao corpo foi de: RESOLUÇÃO a) 150 N.s. b) 300 N.s. c) 40 N.s. d) 20 N.s. e) n.d.a. Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série COMPONENTE CURRICULAR Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Exercício 02 RESOLUÇÃO (UFC-CE) Na superfície de um lago congelado (considere nulo o atrito), um menino de 40 kg empurra um homem de 80 kg. Se este adquirir a velocidade de 0,25 m/s, o menino: a) escorregará, em sentido contrário, com velocidade igual em módulo. b) ficará parado. c) deslizará, em sentido oposto, com velocidade de 0,50 m/s. Fundamental d) deslizará, paraEnsino trás, com velocidade ou Ensino Médio, Série de 2 m/s. e) n.d.a. COMPONENTE CURRICULAR Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Exercício 03 Na figura representada, um homem de massa M está de pé sobre uma tábua de comprimento L, que se encontra em repouso numa superfície sem atrito. O homem caminha de um extremo a outro da tábua. Que distância percorreu a tábua em relação ao solo se sua massa é M/4 ? COMPONENTE CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso ANTES L DEPOIS L-D Qantes Qdepois 0 mhomem .vhomem mtábua .vtábua D vtábua 4.vhomem D CURRICULAR LD COMPONENTE 4. m .v mhomem .vhomem M .vhomem tábuaFundamental tábua t Ensino t Série Médio, Ensino ou M .vtábua 4 Tópico D 4L 4D 4L D 5 FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Exercício 04 Um bloco, viajando com uma determinada velocidade, choca-se plasticamente com outro bloco de mesma massa, inicialmente em repouso. Determine a razão entre a energia cinética do sistema antes e depois do choque. repouso V V o A B A B ANTES DEPOIS 1 2 Qantes Qdepois m . V o Ecantes 2 2 mA .Vo mA mB .V Ecdepois 1 Vo ( 2m ). COMPONENTE CURRICULAR 2 m.Vo 2m.V 2 Vo V 2 Ensino Fundamental ou Ec 1 Ensino Médio,ESérie c an tes 1 EcdepoisTópico 2. 4 a ntes Ecd ep ois 2 FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Exercício 05 Um pequeno vagão, de massa 90kg, rola à velocidade de 10m/s, sobre um trilho horizontal. Num determinado instante cai verticalmente, de uma correia transportadora, sobre o vagão, um saco de areia de 60kg. Determine a velocidade do vagão carregado. COMPONENTE CURRICULAR Qantes QdepoisEnsino Fundamental 90.10 (90ou Ensino 60).v Médio, v Série 6,0m / s Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Exercício 06 Um carro de corrida de massa 800kg entra numa curva com velocidade 30m/s e sai com velocidade de igual módulo, porém numa I Q I m . v direção perpendicular à 2 2 2 v v v v o inicial, tendo sua velocidade o 2 2 2 sofrido uma rotação de 90°. v 30 30 Determine a intensidade do v m v 30 2 Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série impulso recebido pelo carro. s COMPONENTE CURRICULAR v I m.v I 800.30 4 Tópico I 3 , 39 . 10 N .s 2 FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Exercício 07 Uma bala de 0,20kg tem velocidade horizontal de 300m/s; bate e fica presa num bloco de madeira de massa 1,0kg, que estão em repouso num plano horizontal, sem atrito. Determine a velocidade com que o conjunto (bloco e bala) começa a deslocar-se. COMPONENTE CURRICULAR Qantes QdepoisEnsino Fundamental v 50m / s 0,2.300 ou 1,Ensino 2.v Médio, Série Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Exercício 08 Um pêndulo balístico de massa 2 kg, atingido por um projétil de massa 10 g com velocidade 402 m/s, colide frontal e elasticamente com um bloco de massa 2,01 kg. Após a colisão, o bloco desliza, sobre uma mesa, parando em 1,0 s. Considerando g = 10 m/s², determine o coeficiente de atrito entre a mesa e o bloco. Considere que o Ensino projétil Fundamental se aloja no ou Ensino Médio, Série pêndulo. COMPONENTE CURRICULAR Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Colisão entre a bala e o bloco vo Fat Qantes Qapós mbala.vbala (mbala mbloco ).V 0,01.402 (0,01 2).V V 2,0m / s No choque frontal e elástico Fat .N MRUV entre corpos de mesma Fat FR V Vo a.t massa há troca de velocidades. .N m.a 0 2 a . 1 Logo a velocidade inicial do m.g m.a bloco que se encontra sobre Ensino Fundamental a ou 2,0Ensino m / s 2Médio,.Série a mesa é: .10 2 COMPONENTE CURRICULAR Vo 2,0m / s aTópico 2,0m / s 2 0,2 FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso VÍDEOS DO YOUTUBE Renault mostra como funciona um airbag: https://www.youtube.com/watch?v=MinvH665Ceo Phineas e Ferb no espaço sideral: https://www.youtube.com/watch?v=-9c7vve1T1o Aurora Boreal e Austral: https://www.youtube.com/watch?v=nkAdYtYJzXg Extras LABORATÓRIO VIRTUAL Feira de Ciências: http://www.feiradeciencias.com.br Romero Tavares: http://www.fisica.ufpb.br/~romero/ EXPERIÊNCIA/EXPERIMENTO Brincando com o Pêndulo de Newton: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/16638/Brincando%20com%20o%20Pendulo%20de%20Newton%20corrigido.pdf?sequence=3 Modelo de foguete: http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05_04.asp Impulso e quantidade de movimento na cobrança de pênalti: http://www.gentequeeduca.org.br/planos-de-aula/impulso-e-quantidade-de-movimento-na-cobranca-de-penalti Impulso: O uso da Força no mínimo tempo: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=18714 COMPONENTE CURRICULAR Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série SIMULAÇÕES Impulso e Quantidade de movimento: http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_mecanica_impulso.htm Laboratório de Colisões: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/collision-lab Colisões Elástica e Inelástica: http://www.walter-fendt.de/ph14br/collision_br.htm Pêndulo de Newton: http://www.walter-fendt.de/ph14pt/ncradle_pt.htm Tópico FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso LINKS ÚTEIS Extras Adoro Física: http://www.adorofisica.com.br/index.html Educação através de quadrinhos: http://www.cbpf.br/~eduhq/ LIVROS Livro - pef - mecânica - fascículo 09 - quantidade de movimento: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeuv8AE/livro-pef-mecanica-fasciculo-09-quantidade-movimento LEITURA RECOMENDADA Lei de conservação da quantidade de movimento (Aplicações para fluidos - Foguetes): http://www.feiradeciencias.com.br/sala07/07_T11.asp Leituras de Física (GREF): http://fisica.cdcc.sc.usp.br/GREF/meca01.pdf CURIOSIDADES COMPONENTE CURRICULAR AIRBAGS: http://www.brasilescola.com/fisica/airbags.htm A tecnologia do air-bag: http://professorandrios.blogspot.com.br/2011/10/tecnologia-do-air-bag.html AURORA BOREAL (OU AURORA POLAR): https://astronomianowhats.wordpress.com/2014/10/06/tema-de-hoje-aurora-boreal-ou-aurora-polar/ Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série Tópico LISTAS DE EXERCÍCIOS http://projetomedicina.com.br/site/attachments/article/569/fisica_exercicios_impulso_quantidade_de_movimento_gabarito_resolucao.pdf http://www.cursoacesso.com.br/wp-content/uploads/fisica_3bim_1em.pdf FÍSICA, 1º ANO, Teorema do Impulso Bibliografia • BENIGNO, Barreto Filho; XAVIER, Cláudio da Silva. Física aula por aula. 1. ed. Vol. 02. São Paulo: Editora FTD, 2010. • GASPAR, Alberto. Compreendendo a Física. Vol. 02. São Paulo: Editora Ática, 2011. • GUALTER; HELOU; NEWTON. Física. Vol. 02. São Paulo: Editora Saraiva, 2011. • MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física. 1. ed. Vol. 02. São Paulo: Editora Scipione, 2011. • <http://educar.sc.usp.br> Acesso em 17/07/2015. • <http://pt.wikipedia.org> Acesso em 17/07/2015. • <http://www.ciencia-cultura.com/Pagina_Fis> Acesso em 17/07/2015. • <http://www.coladaweb.com/fisica> Acesso em 17/07/2015. • <http://www.fisica.ufs.br> Acesso em 17/07/2015. • <http://www.fisicafacil.pro.br> Acesso em 17/07/2015. • <http://www.if.ufrj.br> Acesso em 17/07/2015. Ensino Fundamental ou Ensino Médio, Série • <http://www.infoescola.com/fisica> Acesso em 17/07/2015. • <http://www.mundoeducacao.com.br> Acesso em 17/07/2015. • <http://www.sofisica.com.br/conteudos> Acesso em 17/07/2015. COMPONENTE CURRICULAR Tópico
