Quantidade de movimento: o que é, impulso e mais!

Quantidade de movimento: o que é, impulso e mais!

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!

O que é quantidade de movimento?

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.

Fórmula

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).

Qual a relação de impulso e quantidade de movimento?

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.

Fórmula

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.

Conservação da quantidade de movimento

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.

Entendendo a dissipação das forças

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.

Fórmula

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.

Como isso pode cair no Enem?

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.

Resolução

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

Resolução

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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