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Impulso e momento linear

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Aplicação

Um corpo movimenta-se por 10m sobre uma superfície horizontal sob a ação das forças constantes indicadas na figura. Calcule o trabalho de cada uma das forças atuantes no corpo. Dados: P = 100N; F = 50N; Fat = 10N; cos 60o = 0,5; cos 90o = 0; cos 180o = -1. 
  
Solução:

a) e são perpendiculares ao deslocamento ( = 90o): 

 = P.d.cos90o = 100.10.0 = 0 

 = N.d.cos90o = 0

b) Trabalho de (= 60o): 

 = F.d.cos60o = 50.10.0,5 = 250J (trabalho motor);

c) Trabalho de at (q = 180o):

Fat = Fat.d.cos180o = 10.10.(-1) = -100J (trabalho resistente).

Energia Mecânica – Soma das energias cinética e potencial: Em = Ec + Ep

Energia Cinética – Energia associada ao movimento. É uma grandeza escalar que depende da massa e do quadrado da velocidade do corpo: 
  
Energia Potencial – Energia armazenada associada à posição do corpo; pode permanecer armazenada indefinidamente, ou ser utilizada a qualquer momento na produção de movimento, ou seja, pode ser transformada, no todo ou em parte, em energia cinética:

Ep = mgh

Teorema da Energia Cinética – O trabalho da força resultante é igual à variação de energia cinética: = Ec = Efinal – Einicial

Princípio da Conservação da Energia Mecânica Durante a queda de um corpo, na ausência de forças dissipativas (como o atrito do ar), a energia potencial transforma-se em energia cinética, conservando-se a energia total do sistema.

Aplicação

Uma pedra de 2kg é abandonada de uma altura de 8m em relação ao solo. Calcule a energia cinética e a velocidade de que estará dotada a pedra ao atingir o solo? (Despreze a resistência do ar e considere g = 10m/s2).

Solução:
a) Ec = Ep Ec = mgh = 2 . 10 . 8 = 160J (ao atingir o solo, a pedra terá uma energia cinética que corresponde à energia potencial que tinha quando iniciou a queda).

IMPULSO E MOMENTO LINEAR

Um corpo recebe um IMPULSO () quando é solicitado por uma força durante um certo intervalo de tempo.

Impulso de uma força constante: = t

a) É uma grandeza vetorial (possui módulo, direção e sentido).

b) Tem módulo proporcional ao módulo de (quanto maior a força, maior o impulso).

c) Tem sempre direção e sentido iguais aos de .

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