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Impulso e Teorema do Impulso - Coggle Diagram
Impulso e Teorema do Impulso
Impulso
Impulso é uma grandeza física vetorial. Sua unidade é N.s (Newton vezes segundo) ou kg.m/s (quilograma vezes metro por segundo).
O impulso pode ser calculado por meio do produto da força média aplicada sobre um corpo pelo intervalo de tempo de aplicação dessa força.
O impulso também pode ser entendido como a mudança da quantidade de movimento de um corpo, por isso, podemos defini-lo como a diferença entre as quantidades de movimento final e inicial de um corpo.
O teorema do impulso diz que a aplicação de uma força sobre um corpo durante um determinado intervalo de tempo resulta em uma variação da sua quantidade de movimento.
A fórmula mostrada acima indica que o impulso sofrido por um corpo é proporcional à força exercida sobre ele e ao intervalo de tempo de aplicação dessa força. Portanto, quanto maior for o impulso, maiores serão a força aplicada sobre o corpo e a duração da aplicação dessa força.
O impulso também equivale à mudança da quantidade de movimento de um corpo. Quando aplicamos uma força em um corpo durante certo intervalo de tempo, a velocidade do corpo pode sofrer variações, por isso, o impulso também pode ser definido em relação à mudança da quantidade de movimento de um corpo.
Teorema do Impulso
O chamado teorema do impulso mostra que o impulso de uma força resultante exercido sobre um objeto qualquer durante um certo intervalo de tempo é exatamente igual à variação da quantidade de movimento desse objeto. Sendo assim, temos:
I = ΔQ
A experiência diária mostra-nos que, quanto maior for o intervalo de tempo da aplicação de uma força sobre um objeto, maior será o efeito produzido em relação à velocidade do corpo. O impulso (I) é a grandeza vetorial que relaciona a força resultante (FR) e o intervalo de tempo (Δt) de sua aplicação, sendo definido matematicamente como o produto dessas duas grandezas.
I = FR. Δt
É possível estabelecer uma relação entre o impulso e a quantidade de movimento de um corpo para provar que o produto da força resultante pelo tempo de atuação da força sobre um corpo qualquer gera variações na quantidade de movimento. Para isso, utilizaremos a Segunda Lei de Newton, na qual a força resultante é dada pelo produto da massa do corpo por sua aceleração.
FR = m.a
Sabendo que a aceleração é fruto da razão entre a variação da velocidade e a variação do tempo, podemos reescrever a Segunda Lei de Newton como:
FR = m. Δv
FR . Δt = m . Δv
FR . Δt = m . ( v – v0)
FR . Δt = mv – mv0
Como a quantidade de movimento (Q) é definida pelo produto da massa do corpo por sua velocidade, temos:
FR . Δt = QFINAL – QINICIAL
FR . Δt = ΔQ
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Gráfico para cálculo do impulso de uma força variável
É comum encontrarmos exercícios que envolvam forças variáveis. Nesses casos, podemos determinar o impulso exercido sobre um corpo por meio da área do gráfico da força pelo intervalo de tempo de aplicação dessa força:
Exemplo:
Uma partícula recebe um impulso externo de uma força segundo o gráfico apresentado abaixo:
Considere que, após a aplicação da força, a velocidade da partícula seja mantida na mesma direção e no mesmo sentido. Determine a quantidade de movimento adquirida pelo corpo.
Resolução
Como sabemos, a área do gráfico de força por tempo fornece-nos o impulso exercido sobre o corpo. Dessa forma, temos que:
Como o teorema do impulso informa que o impulso exercido sobre um corpo é igual à sua variação de quantidade de movimento, logo, essa variação é de 50 N.s.
Grupo 6:
Júlia do Prado, Gabriel Ramos e Lívia Possignolo
