Impulso e quantidade de movimento

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IMPULSO E QUANTIDADE DE MOVIMENTO

10.1 – Introdução
Estudamos, até agora, a existência de várias grandezas físicas que se inter-relacionam. Passaremos a estudar agora a relação entre a força aplicada a um corpo com o intervalo de tempo de sua atuação e seus efeitos.
Veremos que as grandezas Impulso e Quantidade de Movimento são dimensionalmente iguais e são extremamente importantes paraentendermos melhor o nosso dia-a-dia.

10.2 – Impulso

O Conceito Físico Impulso está relacionado com a força aplicada durante um intervalo de tempo. Ou seja, quanto maior a força maior o impulso e quanto maior o tempo que você aplica maior será o impulso. | |

* Força Constante

Um rebatedor de beisebol ao rebater a bola, aplica uma força com o taco durante um pequeno intervalo de tempona bola. A mesma coisa ocorre com o jogador de golfe. Já o jogador de futebol americano também aplica durante um intervalo de tempo uma certa força ao chutar a bola.

Portanto o Impulso é calculado da seguinte forma:

Unidade no SI:I Impulso => Newton x segundo (N.s)F Força constante => Newton (N)t Intervalo de tempo => segundo (s) |

É fácil notar que o Impulso é uma grandezaque necessita de direção e sentido para sua total caracterização, portanto ela é uma grandeza vetorial.

Características:Módulo I = F . tDireção igual à direção da força.Sentido igual ao sentido da força. |

Exercícios |

116> Um ponto material fica sujeito à ação de uma força F, constante, que produz uma aceleração de 2 m/s2 neste corpo de massa 50 000 gramas. Esta força permanecesobre o corpo durante 20 s. Qual o módulo do impulso comunicado ao corpo ?

* Força Variável

No caso em que a força aplicada sobre o corpo seja variável não podemos utilizar a fórmula anterior para resolver, então como faremos ?
A resposta é aquela utilizada para o cálculo do trabalho de forças variáveis, ou seja, determinar o gráfico e calcular a área.

Imaginemos uma força constanteaplicada sobre um corpo durante um intervalo de tempo t. O gráfico F x t seria:

| Determinando a área da parte pintada, temos:Portanto: (lembre-se: t = t2 – t1)Finalmente: |

É importante dizer que esta propriedade vale também para o caso da força variar.

Exercícios |

117> O gráfico a seguir nos dá a intensidade da força que atua sobre um corpo, no decorrer do tempo. A partir dessegráfico, calcule o impulso comunicado ao corpo entre os instantes t1 = 0 e t2 = 14 s.

10.3 – Quantidade de Movimento

Em certas situações a Força não é tudo.Quando um jogador de voleibol “corta” uma bola ele transfere algo para ela. Esse algo que ele transfere para a bola é a grandeza física denominada quantidade de movimento.A grandeza quantidade de movimento envolve a massa e a velocidade.Portanto uma “cortada” no jogo de voleibol será mais potente quanto maior for a velocidade no braço do jogador, pois é exatamente o movimento do braço que está sendo transferido para o movimento da bola. | |

Como Calculamos a Quantidade de Movimento de um corpo ?

Unidade no SI:Q Quantidade de Movimento => quilograma x metro por segundo (kg.m/s)m massa => quilograma (kg)vvelocidade => metro por segundo (m/s) |

Quantidade de Movimento é uma grandeza vetorial, portanto precisamos além do módulo sua direção e sentido.

Características:Módulo Q = m . vDireção igual à direção da velocidade.Sentido igual ao sentido da velocidade. |

Exercícios |

Desafio: | 12> Mostre que as grandezas Quantidade de Movimento e Impulso são dimensionalmente iguais. |118> Uma partícula de massa 0,5 kg realiza um movimento obedecendo à função horária: s = 5 + 2t + 3t2 (SI). Determine o módulo da quantidade de movimento da partícula no instante t = 2 s.

10.4 – Teorema do Impulso
Embora no fim desta parte de nosso estudo nós cheguemos a uma expressão matemática, o conceito do Teorema do Impulso é muito mais importante do que a matemática...
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