INTENSIVÃO DO RICARDIN Conservação da quantidade de Movimento

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

Impulso Grandeza que relaciona a força aplicada em um corpo com o

respectivo intervalo de tempo de aplicação dessa força.

O IMPULSO é uma GRANDEZA VETORIAL, ou seja,

necessita de INTENSIDADE, DIREÇÃO e SENTIDO para ser

determinado.

O Impulso possui a mesma direção e sentido que a força

de aplicação.

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.

Impulso

v

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.

Impulso

http://www.animatedgif.net/violent/firing_gun_e0.gif

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

impulso exercido no projétil.

O mesmo ocorre com os rifles em relação aos revólveres.

A intensidade do

impulso pode

ser calculada

através da Área

do gráfico Força

versus Tempo

para o intervalo

de tempo

considerado.

Impulso

GRÁFICO DA FORÇA EM FUNÇÃO DO TEMPO (Fxt)

F

t01

t2

t

No gráfico da força em função do instante (Fxt), existe uma propriedade muito importante.

)( impulsoIÁreantenumericame

A

“A área sob a linha do gráfico é numericamente igual ao impulso sofrido”.

Essa propriedade vale tanto para forças constantes quanto para forças variáveis.

Quantidade de Movimento

O que é mais difícil: parar

um caminhão pesado ou um

carro que esteja se movendo

com a mesma velocidade?

O Caminhão, claro!!!

Como o caminhão tem maior massa, tem mais inércia em

movimento, consequentemente, maior quantidade de

movimento.

http://www.gifs-animados.net/veiculos/veiculo024.gif

http://i700.photobucket.com/albums/ww7/cantinhodalumad/caminhao1.gif

Quantidade de Movimento

Grandeza que relaciona a massa de um corpo com a sua

respectiva velocidade.

A QUANTIDADE DE MOVIMENTO também é uma

GRANDEZA VETORIAL, ou seja, necessita de INTENSIDADE,

DIREÇÃO e SENTIDO para ser determinada.

http://www.exatas.net/testes1.jpg

http://www.jogosbb.com/download/file.php?id=20605

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:

][/....][2

Qunidsmkgss

mkgsNIunid

Quantidade de Movimento

QUANTIDADE DE MOVIMENTO DE UM SISTEMA DE PARTÍCULAS

Vimos anteriormente que a QUANTIDADE DE MOVIMENTO é uma grandeza importante quando analisamos o comportamento de um sistema de corpos quando em movimento, como por exemplo, nas colisões no jogo de sinuca, o movimento dos corpos que compõem o sistema solar, o movimento de uma estrela binária etc.

Imagem: Harman Smith and Laura Generosa (nee

Berwin) / NASA / Domínio Público.

Imagem

: B

eth

Wik

i / C

reative C

om

mons

Attribution-S

hare

Alik

e 3

.0 U

nport

ed.

Imagem: Stanlekub / Domínio Público.

Considere então um sistema formado por n partículas e que num determinado instante t, cada uma tenha sua quantidade de movimento.

Sabemos que o estudo de um sistema de corpos pode ser simplificado se analisarmos o fenômeno através do seu CENTRO DE MASSA. Dessa forma teríamos:

CMsistemasistemavMQ

.

NCBA

NNCCBBAA

CM

mmmm

vmvmvmvmv

...

.......

nCBAsistemaQQQQQ

....

A

C

B

AQ

BQ

CQ

B

C

A

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

QI

tFI .

ovmvmI ..

amF . tamI ..

t

vva

o

t

t

vvmI

o

..

ovvmI .

vmQ .

Para o mesmo intervalo de tempo, o

impulso da força resultante é igual à

variação da quantidade de movimento. QI

Ex.: O Air Bag “uma variação rápida na

Quantidade de movimento

necessita de uma força

grande, enquanto uma

variação lenta da Quantidade

de movimento necessita de

uma força menor.”

Teorema do Impulso

IMPULSO E QUANTIDADE DE MOVIMENTO - CURIOSIDADES

Hoje, constantemente vemos nos veículos de comunicação que tem crescido o número de acidentes de trânsito, sejam eles provocados por falhas humanas, pela falta de conservação de estradas ou por falhas mecânicas dos automóveis. O que vemos é que cada vez mais a indústria automobilística está sendo forçada, tanto por medidas reguladoras dos governos quanto por questões de marketing, a adotar mecanismos de segurança que possam proteger de forma mais adequada os passageiros dos veículos em casos de colisão. Se observarmos bem, as medidas mais comuns que as indústrias estão tomando são em relação à construção de carros com

estruturas mais seguras, como AIR BAGS, cintos de segurança mais reforçados e eficientes e assentos mais seguros.

Imagem: DaimlerChrysler AG / GNU Free Documentation

License.

Quando um carro colide contra um muro de pneus, o tempo de frenagem é aumentado devido à deformação sofrida. Isso diminui a violência do impacto, fazendo com que a variação da quantidade de movimento não seja tão abrupta, diminuindo assim a força média envolvida na colisão.

Imagem: Royalbroil / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Qual o carro mais seguro? O carro antigo, que usava materiais mais resistentes aos choques, ou os atuais, que utilizam outros

materiais na sua fabricação, como plásticos?

Numa colisão o parachoque e a carroceria do carro devem se deformar o máximo possível, para diminuir os efeitos da colisão nos passageiros. Como o intervalo de tempo aumenta, a variação da quantidade de movimento será menos abrupta, com isso diminuindo a força média durante a colisão.

Imagem: Thue / Domínio Público.

Nessa história todos os meninos ganham ou perdem figurinhas. Mas há algo que

se conserva. O que é?

Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento

Leia as tirinhas abaixo e responda à questão...

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

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

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

http://www.paramulheres.com/wp-content/uploads/2010/11/halteres-para-o-cerebro-imagens.jpg

(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.

Exercício 01

a) 150 N.s.

(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:

RESOLUÇÃO Exercício 02

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.

d) deslizará, para trás, com velocidade

de 2 m/s. e) n.d.a.

c) deslizará, em sentido oposto, com

velocidade de 0,50 m/s.

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.

depoisantesQQ

VmmVmBAoA

..

A

ANTES

oV

B

repouso

DEPOIS

B

V

A

VmVmo

.2.

2

oV

V

2

2

2).2(

2

1

.2

1

o

o

c

c

Vm

Vm

E

E

depois

antes

2

depois

antes

c

c

E

E

4

1.2

1

depois

antes

c

c

E

E

Exercício 04

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.

depoisantesQQ v).6090(10.90 smv /0,6

Exercício 05

Um carro de corrida de

massa 800kg entra numa

curva com velocidade 30m/s

e sai com velocidade de

igual módulo, porém numa

direção perpendicular à

inicial, tendo sua velocidade

sofrido uma rotação de 90°.

Determine a intensidade do

impulso recebido pelo carro.

QI

vmI

.

v

ov

v

222vvv

o

2223030 v

smv 230

vmI

. 230.800I sNI .10.39,34

Exercício 06

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.

depoisantesQQ v.2,1300.2,0 smv /50

Exercício 07

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

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

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

Extras

Extras

LINKS ÚTEIS

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

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/

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

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. • <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.