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Resumo de física

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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
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