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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI
CAMPUS ALTO PARAOPEBA
RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL
FORÇAS IMPULSIVAS
Ouro Branco - MG
Outubro de 2015
Resumo
A ideia de impulso está intimamente ligada ao conceito de quantidade de movimento.
Temos uma noção, nascida do senso comum, de que impulso é uma força: por exemplo, quando damos um impulso em alguém que está num balanço de um parque. Essa ideia, contudo, não é totalmente correta.
Na verdade, o impulso está relacionado não só à intensidade da força atuante, mas também à duração temporal que essa força tem quando atua.
 Introdução
A partir da segunda lei de Newton, F=dp/dt, o momento de uma partícula é alterado quando a força resultante F age sobre ela. Em inúmeras situações como por exemplo no caso de colisões, essa força varia com o tempo.Considerando que o momento de uma partícula muda de p no instante ti( tempo inicial) para pf no instante tf ( tempo final). A variação de no momento da partícula é portanto:
 pf-pi 
O impulso de uma força F(t) que atua durante um intervalo de tempo ᴨt, a partir do instante t0, é definido como sendo:
Considerado uma partícula de massa m com velocidade v1 no instante t0. Após a ação da força F(t durante o intervalo de tempo ᴨt, a sua velocidade passa a se v2. A Segunda Lei de Newton fornece:
Integrando ambos os lados da equação em relação a t , tem-se:
O segundo membro dessa equação é o impulso I da força F(t), o primeiro termo é rearranjado para:
Portanto, o impulso da força resultante F(t) que atua sobre a partícula , é igual a variação do momento da partícula causado por essa força. durante o intervalo de tempo nt tem relação dada por:
Descrição experimental
Neste experimento usaremos dois fios de materiais diferentes e a partir daí estudaremos a força de tração que cada fio faz sobre um objeto preso a ele ao ser esticado bruscamente.
Neste experimento foram utilizados uma haste com um peso preso ao fio de nylon e outro em um fio de algodão ambos com cerca de 30 cm de comprimento, também foi utilizado um sensor de força que é um aparelho que converte a força exercida nele em um sinal via Bluetooth, que foi monitorado através do software LabPro e seus dados salvos no Microsoft Excel e Paint , a partir destes, obtivemos o gráfico da tensão em função do tempo dos dois fios.
Utilizamos uma montagem parecida com a figura abaixo , Primeiro configuramos no software LabPro para realizar pelo menos 1000 medições por segundo, pois a força impulsiva atua durante um intervalo da ordem de centésimos de segundos ,logo após , utilizamos o fio de nylon, colocamos uma das extremidades do fio presa ao sensor de força e a haste presa na outra extremidade, seguramos a haste de forma que a tensão no fio fosse nula e ajustamos a leitura da força em zero , posicionamos a haste a uma altura de aproximadamente 20 cm , iniciamos a aquisição de dados e então soltamos o objeto, obtendo assim o gráfico através do computador e salvando seus dados para analise. Repetimos exatamente o mesmo processo com o fio de algodão.
Durante a análise dos gráficos, notamos que há vários picos associados aos intervalos de tempo em que o fio está esticado, então analisamos apenas o intervalo correspondente ao primeiro pico e determinamos o impulso da força resultante que cada fio faz no objeto.
Resultado
Os dados obtidos a partir da medição da força em função do tempo tanto para o fio de algodão quanto para o fio de nylon foram organizados respectivamente nos gráficos 1 e 2.
	
Gráfico 1: A força em função do tempo que atua no fio de algodão é medida pelo sensor e registrada na forma de gráfico no computador.
Gráfico 2: A força em função do tempo que atua no fio de nylon foi medida pelo sensor e registrada na forma de gráfico no computador.
Sabe-se que o impulso é uma grandeza física que relaciona a força que atua sobre um corpo e o intervalo de tempo dessa atuação dado pela formula:
	A área do gráfico obtido F x T, nos fornece, portanto o valor do impulso no experimento. No programa Looger Pro clicou-se em “Analyze” e em seguida em “Integral”, o que nos forneceu o valor da área do primeiro pico selecionado do gráfico F x T, que como mencionado acima é o valor do impulso. Repetiu-se o mesmo experimento para o Nylon, obtendo-se os seguintes resultados:
	Barbante: 
	Nylon: 
	Diagrama de forças que atuam sobre o objeto enquanto o fio é esticado
A aproximação feita para calcular o impulso é a força resultante:
 Pela conservação de energia, tem-se:
 				
							
						
Logo, tem-se:		
	
Velocidade do objeto no instante em que ele começou a ser puxado pelo fio.
	A velocidade inicial calculada é válida tanto para o Nylon quanto para o barbante, pois o tamanho dos dois fios são iguais. No entanto a velocidade final para os dois fios é diferente devido a diferença de elasticidade entre eles.
Barbante
 Temos que:
==0,102J
==
Perda de energia = 100% - 49,02% = 50,98%
Nylon
Temos que:
==0,102J
==
Perda de energia = 100% - 68,63% = 31,37%
Ao analisar os gráficos para o barbante e o nylon obtemos:
	
	Barbante
	Nylon
	Valor máximo da tensão
	19,79N
	11,24N
	Variação do tempo
	0,020s
	0,031s
	Perda percentual de energia
	75,36,4%
	27,46%
	Valor máximo de tensão no fio
	19,79N
	11,24N
	Tempo de interação
	0,020s
	0,031
Discussão final e conclusões
Estudando os parâmetros envolvidos em um experimento e suas dependências com os objetos incidentes, obtém-se informações importantes sobre a natureza das interações entre partículas.
	Com base na realização desses estudos e testes laboratoriais, foi possível observar a variação do momento linear devido à ação do impulso de um determinado objeto em um intervalo de tempo. A determinação do impulso só é possível, devido à ideia de uma aproximação feita através da força resultante que age no objeto em questão a ser estudado.
	Observou-se que houve uma perda de energia durante o processo e que fora relacionada diretamente com as velocidades iniciais dos dois testes (barbante e nylon) foi diferente, o que já era esperado, em função da diferença de material utilizado ao realizar os testes.
Os dados obtidos foram representados nos gráficos para ambos os materiais, nos quais significam as medidas de forças(tensão) no algodão e no nylon, no decorrer do tempo. Observou se que algodão tem maior valor de tensão comparado ao nylon devido ao algodão possuir menores valores para potencial elástico. Notou - se que o nylon possui maior valor de perda exatamente devido a sua capacidade elástica maior que o algodão.
Através do experimento obteve - se os valores de tensão do fio de nylon e algodão ambos ligados a um objeto. Analisou - se a força de tração que foi exercida do fio para o sensor , observou - se que a força de tração no algodão foi maior do que no nylon.
Referências bibliográficas
A enciclopédia livre, WIKIPÉDIA – Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Impulso -Acessado: dia 08 de outubro de 2014.
UFPB, Fisica - Disponível em: http://www.fisica.ufpb.br/~romero/pdf/10_colisoes.pdf - Acessado: Dia 08 de outbro de 2014.
Halliday e Resnick- Fundamentos de Física. 8ª Edição. Editora LTC.
Sears e Zemonsty- Física I - 12ª edição. Editora Person.