Saiba tudo sobre quantidade de movimento! | Stoodi
Quantidade de movimento: o que é, impulso e mais!
Saiba o que é quantidade de movimento, e veja exercícios que caíram em vestibulares passados!
O que é quantidade de movimento?
Qual a relação de impulso e quantidade de movimento?
Entendendo a dissipação das forças
Como isso pode cair no Enem?
Uma das matérias mais importantes da física clássica, o tema quantidade de movimento é constantemente cobrado na prova do Enem e em outros vestibulares tradicionais. Por este motivo, para quem deseja ser aprovado no curso dos sonhos, é fundamental ficar por dentro deste assunto, até porque ele envolve tanto a interpretação de problemas conceituais, quanto a aplicação de fórmulas físicas.
Deste modo, preparamos um conteúdo para ajudar você a entender melhor esta matéria, abordando questões como o que é quantidade de movimento, qual a sua fórmula, qual a sua relação com o impulso e como que todo esse conteúdo pode aparecer na prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias do Enem. Boa leitura!
Também conhecido por momento linear, e, representado pela letra maiúscula "Q", a quantidade de movimento de uma partícula é uma grandeza vetorial associada com a sua velocidade de deslocamento e a sua massa.
Para calcular o momento linear de um corpo precisamos aplicar a fórmula Q = m x V, na qual:
Q – quantidade de movimento do corpo dado em kg x m/s;
m – massa do objeto dada em quilogramas (kg);
V – velocidade do objeto dada em metros por segundo (m/s).
O impulso de uma partícula está associado com a força pela qual ela recebe e que a faz se deslocar, e, o tempo de duração de aplicação desta força.
Para calcular o impulso de um objeto devemos aplicar a fórmula I = F x Δt, em que:
I – impulso representado na unidade do sistema internacional por N (newton) x s (segundos);
F – força de aplicação sobre o corpo, dada em N;
Δt – variação do tempo de aplicação da força sobre o corpo, representada em segundos.
Deste modo, a quantidade de movimento se relaciona com o impulso por meio do teorema do impulso, o qual determina que o impulso de um objeto qualquer pode ser calculado pela diferença entre a sua quantidade de movimento final pela quantidade de movimento inicial.
Sendo assim, também podemos representar o impulso por I = Q2 – Q1, em que:
I – impulso do objeto dado em N x s;
Q1 – quantidade de movimento inicial do objeto, dada em kg x m/s;
Q2 – quantidade de movimento final do objeto, dada em kg x m/s.
Da mesma forma que a energia mecânica de um sistema pode ser conservada, a quantidade de movimento também é uma grandeza que pode ser analisada segundo a sua conservação. Contudo, para que um sistema tenha a sua quantidade de movimento conservada, ele obrigatoriamente precisa estar isento de forças dissipativas.
Imagine duas bolas de bilhar se colidindo sobre uma mesa de sinuca. Além de ocorrer transmissão de movimento, durante o processo de colisão há dissipação da força, sendo ela identificada de várias formas, como:
dissipação sonora, devido ao som emitido após a colisão;
dissipação térmica, oriunda do atrito entre as bolas;
dissipação mecânica, devido à resistência do ar.
Desta forma, todas estas forças são consideradas como forças dissipativas, logo, é preciso ficar muito atento com o que o problema físico em questão nos informa, pois: um sistema mecânica apenas tem a sua quantidade de movimento conservada quando ela está totalmente isento de forças dissipativas, em outras palavras, quando o sistema está mecanicamente isolado.
A fórmula que devemos aplicar para resolver exercícios em que há conservação de quantidade de movimento é Q2 – Q1 = 0, na qual:
Q2 – quantidade de movimento final do objeto, dada em Kg x m/s;
Q1 – quantidade de movimento inicial do objeto, dada em Kg x m/s.
Confira agora alguns exercícios de quantidade de movimento e impulso que poderão aparecer de forma similar no Enem.
1. (OSEC) A respeito da quantidade de movimento e da energia cinética de um corpo de massa constante assinale a opção correta:
a) Num movimento circular e uniforme, somente a quantidade de movimento é constante;
b) Toda vez que a energia cinética de um móvel for constante, sua quantidade de movimento também será;
c) Dois corpos iguais que se cruzam a 80 km/h, cada um, têm a mesma quantidade de movimento e energia cinética;
d) No movimento circular e uniforme, a quantidade de movimentos e a energia cinética são ambas constantes;
e) A quantidade de movimento de um móvel, de massa constante, somente será constante (não nula) para movimentos retilíneos e uniformes.
Alternativa correta letra "E". A quantidade de movimento é uma grandeza vetorial, ou seja, ela será constante nos casos em que o movimento do objeto mantém uma trajetória retilínea e uniforme.
2. (AFA) Um avião está voando em linha reta com velocidade constante de módulo 7,2 . 102 km/h quando colide com uma ave de massa 3,0 kg que estava parada no ar. A ave atingiu o vidro dianteiro (inquebrável) da cabine e ficou grudada no vidro. Se a colisão durou um intervalo de tempo de 1,0 . 10-3 s, a força que o vidro trocou com o pássaro, suposta constante, teve intensidade de:
a) 6,0 . 105 N
b) 1,2 . 106 N
c) 2,2 . 106 N
d) 4,3 . 106 N
e) 6,0 . 106 N
Alternativa correta letra "A". Acompanhe o cálculo abaixo:
7,2 x 10² km/h = 720 km/h
720 km/h se equivale a 200 m/s (devemos dividir por 3,6)
1,0 x 10-3 s = 0,001 s
Como V = Vo + (a x t), temos:
200 = 0 + (a x 0, 001)
a = 200/0,001
a = 2 x 105 m/s²
Aplicando agora F = m x a:
F = 3,0 kg x 2.105 m/s²
F = 6.105 N.
Portanto, agora que você já sabe sobre o que é quantidade de movimento, bem como de que forma aplicar a sua fórmula, é hora de focar nos exercícios e se concentrar para esta reta final, tanto do Enem quanto dos outros vestibulares tradicionais.
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