Colégio Estadual Walter Orlandine Turma: 1009 Turno: Tarde Aluna: Alice Fontes de Souza Quantidade de movimento e impulso Quando um jogador de futebol chuta uma bola, ele aplica uma força durante certo intervalo de tempo sobre a bola. Essa ação está relacionada com a distância que o objeto irá atravessar em um determinado tempo. Impulso de uma força Seja uma força constante “F” atuando sobre um corpo durante um intervalo de tempo “t”. O impulso I dessa força constante nesse intervalo de tempo é uma grandeza vetorial definida por: I = F∙ ∆t A unidade de medida do impulso no sistema internacional (SI) é Newton x segundos (N.s) Como a variação do tempo é uma grandeza escalar, o vetor impulso terá sempre a mesma direção e sentido do vetor força que o ocasiona. Quantidade de Movimento Considere um corpo de massa “m”, deslocando-se com uma velocidade “v”, com relação a um referencial. Dizemos que a quantidade de movimento do corpo é o produto entre sua massa e velocidade: Q = m∙v Onde: Q é a quantidade de movimento (grandeza vetorial) m é a massa do corpo (dada em kg no SI) v é a velocidade (grandeza vetorial dada em m/s no SI) Como a massa é uma grandeza escalar, o vetor quantidade de movimento será paralelo ao vetor velocidade, tendo a mesma direção e sentido. Exemplos: 1) Em um ponto material é aplicada uma força de intensidade 5,4 x 102 N, durante um intervalo de tempo igual a 1,1 x 10-1s. Determine a intensidade do impulso da força aplicada no ponto material. Teorema do Impulso O impulso mede a variação da quantidade de movimento de um corpo, e pode ser deduzido: Como anteriormente formulado, o impulso é igual a variação da quantidade de movimento. Como exemplo, podemos citar uma situação bastante comum: um projétil que sai de um armamento provocando um recuo da arma. No caso de um sistema em que as forças externas são nulas ou a resultante delas é nula, o impulso do sistema é nulo: Exercícios: 1) (PUC) – Uma bola de tênis, de 100 gramas de massa e velocidade v1=20m/s, é rebatida por um dos jogadores, retornando com uma velocidade v2 de mesmo valor e direção de v1, porém de sentido contrário. Supondo que a força média exercida pela raquete sobre a bola foi de 100 N, qual o tempo de contato entre ambas? a) 4,0 s b) 2,0x10-2 s c) 4,0x10-2 s d) 0 e) 4,0x10-1 s letra C) Como o sentido das velocidades é oposto, adotaremos quantidade de movimento final como sendo negativa, portanto, com o teorema do impulso, temos: O tempo de contato da raquete com a bola pode ser determinado a partir da definição básica de impulso. O valor do dessa grandeza será utilizado em módulo. 2) (Enem – 2014) -- Durante um reparo na estação espacial internacional, um cosmonauta, de massa 90 kg, substitui uma bomba do sistema de refrigeração, de massa 360 kg, que estava danificada. Inicialmente, o cosmonauta e a bomba estão em repouso em relação à estação. Quando ele empurra a bomba para o espaço, ele é empurrado no sentido oposto. Nesse processo, a bomba adquire uma velocidade de 0,2 m/s em relação à estação. Qual é o valor da velocidade escalar adquirida pelo cosmonauta, em relação à estação, após o empurrão? a) 0,05 m/s b) 0,20 m/s c) 0,40 m/s d) 0,50 m/s e) 0,80 m/s Letra E) Usando a conservação da quantidade de movimento, temos que Qf = Qi = 0, como adquirem velocidades com sentidos opostos, então: M.V - m.v = 0 Substituindo os valores: 360.0,2 - 90.v = 0 90.v = 72 v = 72/90 = 0,80 m/s
