Impulso e momento linear

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; F_at = 10N; cos 60^o = 0,5; cos 90^o = 0; cos 180^o = -1. 
 
Solução:

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

 = P.d.cos90^o = 100.10.0 = 0 

 = N.d.cos90^o = 0

b) Trabalho de (= 60^o): 

= F.d.cos60^o = 50.10.0,5 = 250J (trabalho motor);

c) Trabalho de _at (q = 180^o):

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

Energia Mecânica – Soma das energias cinética e potencial: E_m = E_c + E_p

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:

E_p = mgh

Teorema da Energia Cinética – O trabalho da força resultante é igual à variação de energia cinética: = E_c = _{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) E_c = E_p E_c = 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 .