Impulso,quantidade de movimento e colisões
Colisão
Conservação de energia mecânica ou a não conservação
Coeficiente de restituição
Colisões podem ser elásticas, o que significa que há conservação de energia cinética e momento; inelásticas, o que significa que há conservação de momento mas não de energia cinética; ou totalmente inelásticas (ou plásticas), quando o momento é conservado mas os dois objetos ficam juntos após a colisão.
DEPOIS DA COLISÃO
Corpos juntos
Inelástico ou anelástico
Corpos separados
Elastico
Sem perda de energia
Com perda de energia
Parcialmente
Perfeitamente
Antes do choque (colisão), os corpos A e B se aproximam com velocidade Vap (velocidade de aproximação).
Vap = VA - VB
Após o choque, os corpos A e B se afastam com velocidade Vaf (velocidade de afastamento).
Vaf = V’B – V’A
O coeficiente de restituição (e) de um choque é definido pela razão entre as velocidades de afastamento e velocidade de aproximação.
Choque inelástico:
É o tipo de choque que ocorre quando, após a colisão, os corpos seguem juntos (com a mesma velocidade)
Choque parcialmente elástico:
É o tipo de choque que ocorre quando, após a colisão, os corpos seguem separados (velocidade diferentes), tendo o sistema uma perda de energia cinética
Choque perfeitamente elástico:
É o tipo de choque que ocorre quando, após a colisão, os corpos seguem separados (velocidade diferentes) e o sistema não perde energia cinética.
E = Vaf / Vap
Colisões unidirecionais frontais
Consideremos uma colisão central e frontal de dois corpos, A e B, com movimentos na direção horizontal e apoiados numa superfície plana e horizontal.
Antes da colisão:
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Depois da colisão
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Durante uma colisão de dois corpos, as forças externas são desprezadas se comparadas às internas, portanto, o sistema pode ser sempre considerado mecanicamente isolado:
Colisões no cotidiano
Levando em conta que há 3 tipos de colisões ou choques:
Choque perfeitamente elástico
Bolas de Sinuca ao se colidirem elas continuam o movimento após a colisão.
Choque perfeitamente inelástico:
Acidente automobilístico, os carros se chocam, mas não mantém a mesma velocidade de aproximação.
Choque parcialmente elástico:
Alguns acidentes automobilísticos, principalmente quando os carros se chocam em diagonal ou lateralmente, eles acabam conservando a energia do choque mantendo o afastamento e maneira unida.
Impulso
Definição
Teorema de impulso
Impulso é a grandeza física que mede a variação da quantidade de movimento de um objeto. É causado pela ação de uma força atuando durante um intervalo de tempo.
Uma pequena força aplicada durante muito tempo pode provocar a mesma variação de quantidade de movimento que uma força grande aplicada durante pouco tempo.
Q = mv
Movimento linear ou quantidade de movimento
I = Fr . ΔT = MΔV = ΔQ - área FxT
Conservação do movimento linear
sistema isolado (livre de forças externas
Impulso de uma força
Força variável / Força constante
Quantidade de movimento
O que é
Impulso e quantidade e movimento
Impulso e quantidade de movimento são grandezas físicas que apresentam a mesma unidade de medida e são relacionadas entre si. De acordo com o teorema do impulso, a variação da quantidade de movimento é equivalente ao impulso exercido sobre um corpo. A fórmula mostrada a seguir relaciona essas duas grandezas.
I = ΔQ
I -impulso (kg.m/s)
ΔQ – variação da quantidade de movimento (kg.m/s)
Conservação da quantidade de movimento
A conservação da quantidade de movimento é um princípio físico e diz que, desprezando-se o efeito de forças dissipativas, tais como as forças de atrito ou de arraste, a quantidade de movimento inicial de um corpo ou sistema de corpos deve ser igual à quantidade de movimento final. Isso implica que a soma da massa pela velocidade de todas as partículas deve ser constante
A fórmula utilizada para calcular a quantidade de movimento relaciona a massa com a velocidade do corpo.
Q = mv
Q – quantidade de movimento (kg.m/s)
m – massa do corpo (kg)
v – velocidade (m/s
É uma grandeza física da Dinâmica calculada a partir da multiplicação da massa de um corpo, em quilogramas, por sua velocidade instantânea, em metros por segundo. Essa grandeza é vetorial, pois apresenta módulo, direção e sentido
Cotidiano
Uma bola de tênis, de 100 gramas de massa e velocidade v1=20m/s, é rebatida por um dos jogadores, retornando com uma velocidade v2 de mesmo valor e direção de v1, porém de sentido contrário. Supondo que a força média exercida pela raquete sobre a bola foi de 100 N, qual o tempo de contato entre ambas?
As quantidades de movimento, inicial e final, da bola de tênis têm mesmo módulo:
Q = MV - Q=0,1.20 = 2Kgm/S
Como o sentido das velocidades é oposto, adotaremos quantidade de movimento final como sendo negativa, portanto, com o teorema do impulso, temos
I = ΔQ I = 2 -2 = 4Kgm/S
O tempo de contato da raquete com a bola pode ser determinado a partir da definição básica de impulso. O valor do dessa grandeza será utilizado em módulo.
I = F.ΔT - 4 = 100.Δt
0,04
Impulso no cotidiano
De forma geral, um impulso ocorre quando aplicamos uma força sobre um corpo durante um certo período de tempo. Por exemplo, imagine um jogador de futebol chutando uma bola. Durante o chute, ele aplica uma força sobre essa bola por um curto período de tempo.