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Impulso e Colisão Aula – Prof° Fabiano. Impulso 1. Impulso de uma força constante Consideremos uma força constante, que atua durante um intervalo de tempo.

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1 Impulso e Colisão Aula – Prof° Fabiano

2 Impulso 1. Impulso de uma força constante Consideremos uma força constante, que atua durante um intervalo de tempo sobre uma partícula. O impulso de nesse intervalo de tempo é uma grandeza vetorial definida por: Pela definição, percebemos que os vetores I e F têm a mesma direção e o mesmo sentido (Fig.1). A unidade de impulso não tem nome especial, sendo expressa em função das unidades de F et

3 Aplicação do Impulso

4 Problema Como defender um pênalti utilizando o conceito de Impulso estudado na Física Marcos, exemplo de bom defensor de pênaltis. Os pênaltis no futebol ocorrem quando o jogador de uma equipe é injustamente interrompido (ou seja, puxado para trás, empurrado, derrubado injustamente, etc.) de uma forma abrupta quando tem chances reais de marcar o gol, na área adversária. O jogador que foi derrubado dá direito à sua equipe de dar um tiro livre direto a poucos metros do goleiro. Em certos jogos, quando duas equipes não conseguem decidir o vencedor no tempo regulamentar, ocorre uma disputa de pênaltis

5 Exercício Uma força F constante, de intensidade F = 20 N, que atua durante um intervalo de tempo t = 3,0 s sobre o bloco representado na figura. Determine o impulso de F nesse intervalo de tempo. Resolução Pela definição temos: O vetor I tem a mesma direção e o mesmo sentido que F e seu módulo é dado por:

6 Exemplo O impulso de entre os instantes t1 = 1 s e t2 = 4 s, tem módulo dado pela área da figura sombreada no gráfico Impulso de força variável No caso particular em que a direção da força é constante, é possível mostrar que o impulso é dado pela área da figura sombreada (Fig.2) no gráfico de F em função de t.

7 Teorema do Impulso Considere um corpo de massa m que se desloca em uma superfície horizontal com uma velocidade v o. Em um certo instante passa a atuar nele uma força resultante de intensidade F, durante um intervalo de tempo t. O impulso produzido pela força F é igual a:

8 Para o mesmo intervalo de tempo, o impulso da força resultante é igual à variação da quantidade de movimento.

9 Colisões Processo em que duas partículas são lançadas uma contra a outra e há troca de momento linear e energia. Queremos estudar as possíveis situações finais depois que as partículas se afastam da região de interação.

10 Exemplos: Atmosfera Partículas carregadas aceleradas pelas linhas de campo magnético terrestre criam a Aurora (Boreal ou Austral). A emissão é causada pela desexcitação radiativa de moléculas da atmosfera que foram ionizadas por colisões com as partículas aceleradas que se originam no vento solar.

11 LEP, Cern

12 As colisões podem ocorrer de duas maneiras distintas, dependendo do que ocorre com a energia cinética do sistema antes e depois da colisão. 1 - Colisão Elástica 2 - Colisão Inelástica

13 Colisão Elástica

14 Colisão Perfeitamente Inelástica

15 LEMBRE-SE QUE O impulso é uma grandeza vetorial relacionada com uma força e o tempo de atuação da mesma. Quantidade de movimento é uma grandeza vetorial que possui mesma direção e sentido do vetor velocidade. O impulso corresponde à variação da quantidade de movimento. Durante uma colisão (ou explosão) a quantidade de movimento do sistema permanece constante. A quantidade de movimento pode permanecer constante ainda que a energia mecânica varie. Após a colisão perfeitamente inelástica os corpos saem juntos.

16 Exemplos

17 A figura mostra dois blocos, A e B, em repouso, encostados em uma mola comprimida, de massa desprezível. Os blocos estão apoiados em uma superfície sem atrito e sua massas são 5,0kg e 7,0kg, respectivamente. Supondo que o bloco B adquira uma velocidade de 2,0m/s, qual a velocidade adquirida pelo bloco A?

18 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.

19 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.

20 Um trenó, com massa total de 250kg, desliza no gelo à velocidade de 10m/s. Se o seu condutor atirar para trás 50kg de carga à velocidade de 10m/s, qual será a nova velocidade do trenó?

21 Momento angular Para que a patinadora junta os braços na hora de virar? Por que a atleta se encolhe ao realizar um salto mortal?

22 Ao passar de uma posição (A) para a outra (B), a patinadora modificou a distribuição de massa em relação ao eixo de rotação, e também a velocidade com que ela gira em torno do eixo.

23 A grandeza que leva em conta a distribuição de massa em torno de um corpo em relação ao eixo de rotação é chamada de MOMENTO DE INÉRCIA. Ela mede a resistência do corpo girar, quanto menor for, maior será a velocidade de rotação.

24 Conservação do momento angular

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