FÍSICA

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1ª SÉRIE

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IMPULSO E VARIAÇÃO DA �QUANTIDADE DE MOVIMENTO

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AULA 22

Compreender situações-problemas envolvendo impulso e quantidade de movimento.

OBJETIVO DA AULA

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d16 — Compreender situações-problemas envolvendo quantidade de movimento e/ou impulso.

PARA INÍCIO DE CONVERSA

QUANDO UMA AÇÃO POR IMPULSO GANHA O JOGO

Fisicamente: �Como o impulso influencia o movimento no jogo?

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É “Match Point!” Nas mãos da jogadora 16 a oportunidade de fechar o jogo e garantir o título para a seleção. A torcida pede “Ace”!

Analise a situação a seguir:

É o ponto decisivo que, uma vez obtido, encerra o jogo.

É o termo utilizado quando em um saque a bola cai na quadra do adversário sem ser tocada pelo oponente.

Ao manobrar o carrinho, a pessoa imprime uma força num intervalo de tempo para deslocá-lo na direção desejada, variando sua velocidade e, consequentemente, sua quantidade de movimento.

VARIAÇÃO DA QUANTIDADE DE MOVIMENTO

Exemplo:

• Uma pessoa direcionando o carrinho de supermercado.

Tanto o conceito de quantidade de movimento, visto anteriormente, quanto o conceito de impulso, que exploraremos nesta aula, podem ser aplicados em inúmeras situações. Observe o exemplo abaixo:

CONCEITO FÍSICO DE IMPULSO

• Apesar de danos grandes, os ocupantes do veículo saíram ilesos da colisão, pois atualmente, os para-choques presentes nos veículos são feitos de materiais mais leves e flexíveis.

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Impulso é uma grandeza que mede a mudança da quantidade de movimento que um corpo está submetido em determinado intervalo de tempo.

A variação da quantidade de movimento nos leva ao conceito de impulso, pois:

Aplicações:

Esses para-choques aumentam o tempo de interação durante a batida e, com isso, a força aplicada sobre o automóvel diminui. Assim, os passageiros no interior do veículo sofrem menos com o impacto.

2) O motorista, empurrando o carro sozinho até a oficina, terá que aplicar uma força durante um tempo muito maior.

Com mais pessoas ajudando, o módulo (valor ou intensidade) dessa força é maior e pode, em menor tempo, produzir impulso suficiente para o carro se movimentar.

Gerado com IA ∙ 26 de março de 2024 às 2:45 PM

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CONCEITO FÍSICO DE IMPULSO

Aplicações:

Para um mesmo impulso, quanto maior a força aplicada no objeto, menor o tempo de interação.

Sob orientação do(a) professor(a), responda em seu caderno, qual a diferença física entre força e impulso?

Impulso é uma grandeza que mede a mudança da quantidade de movimento que um corpo está submetido em determinado intervalo de tempo. Assim sendo, depende da força e do tempo em que ela é aplicada.

Força é uma maneira de designar que existe uma interação entre dois ou mais objetos. A unidade de força é o Newton (N), e a de impulso, o Newton x segundo (N ⋅ s)

IMPULSO

Maneiras diferentes e equivalentes para calcular o seu valor

Anote em seu caderno, as expressões matemáticas abaixo e as respectivas unidades das grandezas no SI.

→ Variação da quantidade de movimento

(kg.m/s)

→ Impulso (N.s)

O impulso é uma grandeza vetorial com a mesma direção e mesmo sentido da força a que está associado.

1º Passo → Retirar os dados do exercício:

Uma jogadora de vôlei aplica uma força de 300 N sobre a bola durante o saque. O tempo de contato entre a mão da jogadora e a bola é de cerca 12 milésimos de segundo. Determine o impulso produzido.

2º Passo → Verificar qual “fórmula” usar:

3º Passo → Calcular:

Exemplo:

Ao término da resolução e, assim que o(a) professor(a) solicitar, levante a mão indicando com um número a alternativa correta.

a. 36 000 N.s

b. 10 000 N.s

c. 36 N.s

d. 10 N.s

e. 3,6 N.s

Numa cobrança de pênalti, uma bola de 400 g pode atingir velocidade de 90 km/h. Utilize unidades do SI e, determine o impulso da força sobre a bola.

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1º Passo → Retirar os dados do exercício:

Numa cobrança de pênalti, uma bola de 400 g pode atingir velocidade de 90 km/h. Utilize unidades do SI e, determine em seu caderno, o impulso da força sobre a bola.

m = 400 g → 400 ÷ 1000 = 0,4 kg

∆v = 90 km/h → 90 ÷ 3,6 = 25 m/s

2º Passo → Verificar qual “fórmula” usar:

3º Passo → calcular:

Alternativa correta:

d) 10 N.s

Unidades do S.I

RELAÇÃO ENTRE IMPULSO E �CONSERVAÇÃO DA QUANTIDADE DE MOVIMENTO

No exercício anterior, vimos que a quantidade de movimento da bola mudou devido ao impulso resultante sobre ela.

Contudo, se um corpo (ou sistema) estiver isolado, isto é, sem ação de forças externas resultantes, o impulso resultante será nulo. Logo podemos concluir que:

Em um sistema isolado (sem ação de forças externas), a variação da quantidade de movimento é nula, ou seja, a quantidade de movimento total se conserva.

Uma fotógrafa no supermercado, para configurar sua câmera, retira as mãos do carrinho vazio que empurrava e, por ausência de atrito, esse continuou em movimento, colidindo com dois outros carrinhos vazios enfileirados a frente. Antes do choque, a quantidade de movimento do carrinho era de 200 kg∙m/s. Após a colisão, o carrinho da frente ficou com 160 kg∙m/s e o carrinho do meio, 30 kg∙m/s. Observe a imagem:

Considere o impulso resultante nulo e, assinale a alternativa correta, com relação ao movimento do carrinho que a fotógrafa empurrava:

• foi para trás com 10 kg∙m/s de quantidade de movimento.
• foi para trás com 190 kg∙m/s de quantidade de movimento.
• foi para frente com 190 kg∙m/s de quantidade de movimento.
• foi para frente com 10 kg∙m/s de quantidade de movimento.
• parou, enquanto os outros dois se movimentam.

A questão indica que impulso resultante é nulo, portanto, para resolver consideramos que a quantidade de movimento se conserva. Observe:

DEPOIS

ANTES

Portanto, correta é a letra d).

O carrinho, com 200 kg·m/s de quantidade de movimento antes, ficou com 10 kg·m/s (positivo) após a colisão. Isso significa que ele continua em movimento para frente.

O QUE VIMOS?

Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5

Nesta aula, compreendemos situações problemas envolvendo impulso e quantidade de movimento.

REFERÊNCIAS

BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: vol.1. Física Moderna. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.

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GONÇALVES FILHO, Aurélio. Física: interação e tecnologia. Vol. 1. Aurélio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. 2ª ed. – São Paulo: Leya, 2016.

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HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual – tradução Trieste Ricci. – Porto Alegre: Bookman, 2009.

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GODOY, Leandro Pereira de. Multiversos. Ensino médio/ Leandro Pereira de Godoy, Rosana Maria Dell’Agnolo, Wolnei Candido de Melo. 1ª ed. São Paulo: FTD 2020.

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SANTOS, Leandro Antonio dos. CASTRO, Antonio Sergio Magalhães de. Conceituação e simulação da dinâmica do movimento: caderno do aluno [Disponível em: https://ppgefisica.sites.uepg.br/producao.html - Acesso em: 21 dez. 2023] /. Ponta Grossa: UEPG/PROEX, 2018.