Quantidade de movimento
Suponha que
uma bola de boliche e uma bola de tênis fossem lançadas com velocidades iguais
contra uma parede, o efeito produzido pela bola de boliche será bem maior que o
efeito da bola de tênis. Um projétil de
No primeiro
exemplo citado, os dois corpos têm velocidades iguais, porém o de maior massa
produz maior efeito, mas no segundo exemplo, o projétil tem pequena massa e
mesmo assim pode causar um grande efeito.
A grandeza
física que relaciona a massa de um corpo e a respectiva velocidade deste corpo
é denominada de quantidade de movimento.
A quantidade
de movimento (Q) de uma partícula de massa m com velocidade v,
num dado instante, é definida como sendo o produto da massa pelo vetor
velocidade da partícula.
Q = m
. v
A unidade é,
no SI, kg . m/s (quilograma x metro por segundo), quantidade de
movimento é uma grandeza vetorial, em que a direção e o sentido são
determinados pela direção e sentido da velocidade.
Impulso
I = F
. Dt
No SI,
a unidade de medida de impulso é N
. s (newton x segundo). Esta grandeza vetorial tem a orientação determinada
pela orientação da força.
Impulso de uma força variável
Consideremos
um gráfico força x tempo:
A partir do gráfico da intensidade da força atuante em função do tempo, é possível calcular a intensidade do impulso, calculando a área sombreada no gráfico, sendo esta área numericamente igual ao impulso produzido pela força de módulo variável sobre o corpo.
Área = Impulso
Teorema do Impulso
A força do taco sobre a bola produz uma aceleração, criando uma variação da velocidade, ocorrendo uma variação da quantidade de movimento.
Assim podemos concluir que:
“O impulso da força resultante é igual à variação da quantidade de movimento
da partícula no mesmo intervalo
de tempo”.
A partir do
Teorema do Impulso, percebemos que as unidades de impulso e quantidade de
movimento são equivalentes.
Princípio da conservação
da quantidade de movimento
“A quantidade de movimento de um sistema de corpos isolados
de forças externas é constante.”
O sistema figurado é formado por dois
patinadores A e B, isolados de influências externas e
inicialmente em repouso.
Quando um patinador empurrar o outro, os dois entram em movimento com sentidos contrários.
Pelo princípio da conservação da quantidade de movimento, temos:
QA = QB
mA . vA = mB . vB