FÍSICA PROF.ª RISOLDA FARIAS

PROF. WILLIAM COSTA1º ANOENSINO MÉDIO

Unidade IIIEnergia: Conservação e transformação Dinâmica

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 12.1Conteúdo

• Impulso e quantidade de movimento

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Habilidade • Aplicar em situações-problemas os fenômenos

envolvendo o impulso e quantidade de movimento.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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TrabalhoUma força aplicada em um corpo realiza um trabalho quando produz um deslocamento no corpo.Utilizamos a letra grega tau minúscula (t) para expressar trabalho. A unidade de Trabalho no SI é o Joule (J).

REVISÃO

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• Quando uma força tem a mesma direção do deslocamento, o trabalho realizado é positivo ou trabalho motor: τ>0;

• Quando uma força tem direção oposta ao deslocamento, o trabalho realizado é negativo ou trabalho resistente: τ<0.

REVISÃO

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Potência médiaDefinimos potência média na física como sendo a relação entre o trabalho realizado e o intervalo de tempo para a realização desse trabalho, ou seja:

Sua unidade no Sistema internacional é o Joule/segundo (J/s). Essa unidade recebe o nome de Watts (W).

Pot = t Δt

REVISÃO

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REVISÃO

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Por que as embalagens para transportar objetos delicados são feitas de papelão e isopor?

DESAFIO DO DIA

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DESAFIO DO DIA

DESAFIO DO DIA

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Jogo de sinuca

AULA

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O que lhe vem à mente quando falamos de impulso?

AULA

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Exemplo:

AULA

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ImpulsoComo já vimos, para que um corpo entre em movimento, é necessário que haja uma interação entre dois corpos.Se considerarmos o tempo que esta interação acontece, teremos o corpo sob ação de uma força constante, durante um intervalo de tempo muito pequeno, este será o impulso de um corpo sobre o outro:

I = F . Δt

AULA

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AULA

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Impulso

AULA

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As características do impulso são: • Módulo: I = F . Δt

AULA

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As características do impulso são: • Módulo:

• Direção: a mesma do vetor F.

I = F . Δt

AULA

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As características do impulso são: • Módulo:

• Direção: a mesma do vetor F. • Sentido: o mesmo do vetor F.

I = F . Δt

AULA

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As características do impulso são: • Módulo:

• Direção: a mesma do vetor F. • Sentido: o mesmo do vetor F.

A unidade utilizada para Impulso, no SI, é: N.s

I = F . Δt

AULA

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ExemploUma catapulta de brinquedo dispara bolas de borracha de massa 20 kg com velocidade 10 m/s. O tempo de duração de cada disparo é 0,5 s. a) Calcula a aceleração média que uma bola adquire durante um disparo.b) Calcule o impulso médio exercido sobre uma bola.

AULA

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Solução:a) I = F.Δt, lembrando F = m.a

b) I = 20 . 20 . 0,5 = 40.0,5 I = 20 N.s

a

a

=

=

=

=

Δv

10Δt

0,5 20 m/s2

AULA

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Gráfico do impulsoNo gráfico de uma força constante, o valor do impulso é numericamente igual à área entre o intervalo de tempo de interação:

A = F.Δt = I F

t1

A

t2

Força

Tempo

AULA

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Força não constanteSe a força que atua em uma partícula durante certo intervalo de tempo não for constante, o cálculo ocorre por meio de cálculo de área de gráficos como o exemplo a seguir:A = F.Δt = II = A

F

Fo

0 t

F

t

Trapézio

Trapézio 2=A

(B+b) . h

área N impulso

AULA

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Base menor (b)

Base maior (B)

Altura (h)

A

A

=

=

(Base menor + Base maior) x Altura

(B + b) x h

2

2

AULA

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ExemploO gráfico representa a força resultante sobre um carrinho de supermercado de massa total 40 kg, inicialmente em repouso. Determine o impulso que a força representada no gráfico durante o intervalo de tempo de 0 a 25 s.

30F (N)

10 20 25 t(s)0

AULA

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30 Base menor (b)

Base maior (B)

Altura (h)

F (N)

100

A

A

=

=

20 25

(Base menor + Base maior) x Altura

(B + b) x h

2

2

t(s)

AULA

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Solução:O impulso é numericamente igual à área do trapézio:I = A Trapézio, então:I=(B + b).h 2

I = (25 + 10).30 2

AULA

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Quantidade de MovimentoImagine um corpo de massa m, que num determinado instante t possua velocidade v, por definição a quantidade de movimento é o produto entre essas duas grandezas, massa e velocidade.

AULA

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Como a velocidade é uma grandeza vetorial, por consequência a quantidade de movimento também é, e em módulo ela pode ser vista da seguinte forma: Q = m. v, escrever dessa forma

Q = mv Q vetor quantidade de movimento.m massav vetor velocidade

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Quantidade de movimento

AULA

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Aplicações do cotidianoJogando tênis (ou squash)Sabe aqueles saques tão potentes dos tenistas que eles chegam até a gritar? Então, pela definição de impulso, não é apenas a força com que o tenista bate na bolinha que vai causar aquela velocidade toda.

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O instante de tempo em que a bolinha fica em contato com a raquete também influencia diretamente na variação da velocidade da bolinha.

AULA

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AULA

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Jogando sinucaJogar sinuca pode se tornar uma atividade mais tranquila se você entende alguns princípios da Física, principalmente os de colisões. Imagine que uma bola em movimento vai colidir com uma bola parada e, logo em seguida, você percebe que as duas estão em movimento. Se você já estudou colisões, sabe que parte da quantidade de movimento da primeira bola foi transferida para a segunda. Essa variação na quantidade de movimento é, por definição, o impulso que uma bola fez na outra.

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As embalagens para transportar objetos delicados são feitas de papelão e isoporAo serem transportados, os objetos ficam sujeitos a forças de intensidade variável que podem danificar as embalagens. As embalagens se deformam e aumentam o tempo de atuação dessas forças, provocando a diminuição da sua intensidade.

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