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Material de apoio: colisões Impulso de uma força impluso e variação do momento linear Teorema Impulso-Momento a variação do momento linear iguala o impulso.

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2 Material de apoio: colisões Impulso de uma força impluso e variação do momento linear Teorema Impulso-Momento a variação do momento linear iguala o impulso da resultante das forças aplicadas

3 Material de apoio: colisões força média força média – força constante que fornece o mesmo impulso, no mesmo t, que Aproximação Impulso quando, durante um curto intervalo de tempo, uma força (ou mais) é muito mais intensa do que as restantes a variação do momento linear é aproximadamente dada apenas pelo impulso dessa(s) força(s) nesse intervalo de tempo

4 Material de apoio: colisões Colisões Aproximação Impulso é pertinente e útil no estudo do fenómeno físico das colisões: tempo de duração da colisão é muito curto força que representa a interacção dos objectos em colisão é muito mais intensa do que a generalidade das restantes forças presentes Generalidade das colisões é estudada no âmbito da Aproximação Impulso

5 Material de apoio: colisões Colisões – 1ª situação força que representa a interacção dos objectos em colisão é muito mais intensa do que todas as restantes forças presentes força que representa a interacção dos objectos em colisão é uma força interna ao sistema composto por estes objectos durante a colisão o momento linear do sistema conserva-se Exemplo: colisão de duas bolas em voo – força gravítica é desprezável durante a colisão conservação do momento linear do sistema m1m1 m2m2

6 Material de apoio: colisões Colisões – 2ª situação força que representa a interacção dos objectos em colisão é tão intensa quanto uma força externa aplicada ao sistema força que representa a interacção dos objectos em colisão é uma força interna ao sistema composto por estes objectos durante a colisão o momento linear do sistema não se conserva na direcção de Exemplo: colisão de uma bola com um pêndulo – tensão do fio não é desprezável durante a colisão conservação da componente x do momento linear do sistema x y m1m1 m2m2

7 Material de apoio: colisões Colisões de dispersão – quando os objectos antes e depois da colisão são os mesmos Ex: colisão de 2 bolas de bilhar de rearranjo (reacções) – quando os objectos antes e depois da colisão são diferentes Ex: reacção nuclear de fusão, onde 2 núcleos leves colidem e se fundem, originando um núcleo apenas, mais pesado

8 Material de apoio: colisões Colisões elásticas – quando a energia cinética total se conserva energia cinética inicial antes da colisão energia cinética final depois da colisão inelásticas – quando a energia cinética total não se conserva; as colisões de rearranjo são sempre inelásticas perfeitamente inelásticas – quando a energia cinética total não se conserva e os objectos depois da colisão seguem juntos

9 Material de apoio: colisões Q de uma colisão Q = 0 – colisões elásticas Q > 0 – reacções exortémicas; o ganho em energia cinética ocorre à custa de uma perda na enegia interna dos objectos que colidem; se o sistema for isolado, a energia total do sistema conserva-se. Q < 0 - reacções endotérmicas a perda de energia cinética ocorre à custa de um ganho de enegia interna dos objectos que colidem; se o sistema for isolado, a energia total do sistema conserva-se. Nota: as reacções nucleares, que ocorrem nos reactores das centrais nucleares, são fortemente exotérmicas, sendo o ganho de energia cinética aproveitado para a produção industrial de energia

10 Material de apoio: colisões Colisões frontais Macroscópicas quando as velocidades dos objectos antes da colisão são perpendiculares à superfície de colisão, a qual exerce uma força de impacto que lhe é perpendicular se existir conservação momento linear do sistema, as velocidades finais têm a mesma direcção das velocidades iniciais Microscópicas quando as velocidades das partículas antes da colisão têm a direcção da força de interacção que deve ser central (linha de acção da força tem a direcção da linha que une as partículas em interacção) se existir conservação momento linear do sistema, as velocidades finais têm a mesma direcção das velocidades iniciais

11 Material de apoio: colisões Exemplos de colisões macroscópicas colisão frontal superfície de impacto resultante das forças externas é desprezável (neste caso exactamente nula) em t momento linear do sistema conserva-se velocidades iniciais e finais têm a mesma direcção força média que 2 exerce em 1 intervalo de tempo da colisão força média que 1 exerce em 2

12 Material de apoio: colisões Exemplos de colisões macroscópicas colisão não frontal força de reacção do solo (força externa) no objecto 1 não é desprezável em t nomento linear do sistema não se conserva na direcção y nomento linear do sistema conserva-se na direcção x velocidade final do objecto 2 não tem a direcção incidente superfície de impacto reacção do solo y


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