Post on 25-Aug-2020
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:
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Qunidsmkgss
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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
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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.