Quantidade de movimento, impulso e teorema do impulso

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Quantidade de movimento, impulso e teorema do impulso
módulo 20
Quantidade de movimento
⇢ O corpo e sua velocidade são grandezas fundamentais para a análise do movimento. 
⇢ A massa é uma grandeza escalar. Sendo assim, o vetor quantidade de movimento terá mesma direção e sentido do vetor velocidade.
Q: quantidade de movimento (kg . m/s)
m: massa (kg)
v: velocidade (m/s)
⇢ A mudança na quantidade de movimento é denominada impulso.
⇢ Uma força que age em determinado corpo em um dado intervalo de tempo.
I: impulso (N . s)
F: força aplicada (N)
Δt: variação do tempo (s)
Impulso
Teorema do impulso
⇢ É a relação entre o impulso e a quantidade de movimento.
⇢ O impulso resultante é igual à variação da quantidade de movimento.
⇢ O teorema do impulso pode ser aplicado tanto em sistemas de força constante quando sistemas de força variável.
I = ΔQ
Livro 5, página 331
01. Sistema COC No jogo de tênis, o saque é uma jogada muito importante. Hoje em dia há jogadores que conseguem realizar saques nos quais as bolinhas adquirem velocidades altíssimas. Considere uma bolinha de tênis que possua 60 g de massa e, ao ser sacada por um jogador, adquira a velocidade de 216 km/h. Qual o valor da quantidade de movimento, em kg · m/s, adquirida pela bolinha? 
a. 3,6 kg · m/s 
b. 12,96 kg · m/s 
c. 36 kg · m/s 
d. 129,6 kg · m/s 
e. 3 600 kg · m/s
m = 60g ÷ 1000 = 0,06 kg
v = 216 km/h ÷ 3,6 = 60 m/s
Q = m . v
Q = 0,06 . 60
Q = 3,6 kg . m/s 
02. Unifor-CE Segundo uma pesquisa realizada em 2008 pelo Centro de Experimentação e Segurança Viária, se todos os carros envolvidos em acidentes no Brasil tivessem airbags, o dispositivo poderia ter salvado 3 426 vidas entre 2001 e 2007 e poupado 71 047 feridos dos seus machucados, o que significaria uma economia de R$ 2,2 bilhões. Desse modo, o airbag passou a ser obrigatório em todos os automóveis fabricados no Brasil. Os carros equipados com esse dispositivo possuem um sensor de colisão que é ativado quando o carro sofre uma desaceleração brusca; neste instante, uma reação química ocorre, fazendo com que a bolsa de ar infle e, sequencialmente, esvazie, para absorver o impacto do corpo. A figura a seguir mostra o funcionamento desse dispositivo. A proteção proporcionada ocorre porque o contato com o airbag causa um aumento no tempo de colisão, reduzindo assim a força de impacto sofrida pelo passageiro e, consequentemente, os danos causados. 
Um motorista de massa 80 kg está viajando em seu automóvel a uma velocidade de 90 km/h, quando colide frontalmente com um muro. O tempo de parada do carro sem o dispositivo de airbag é de 0,05 segundo e, com uso dessa tecnologia, o tempo é aumentado para 0,5 segundo. Em quantas vezes a força sentida pelo motorista nessa colisão é reduzida, se o carro estiver equipado com o dispositivo de airbag? 
a. 5 
b. 10 
c. 15 
d. 20 
e. 25
I = F . Δt
I1 = I2
F1 . Δt1 = F2 . Δt2
F1 . 0,05 = F2 . 0,5
F1 = 0,5 . F2 ÷ 0,05
F1 = 10 . F2
m = 2 kg
v = 1 m/s
F = 2N
Δt = 1s
03. PUC-PR Uma partícula de massa m = 2 kg está em movimento retilíneo sobre uma superfície sem atrito com velocidade constante v = 1 m/s. Ao se fazer atuar sobre a partícula uma força constante de módulo F = 2 N na mesma direção e no mesmo sentido de seu movimento, durante um intervalo ∆t = 1 s, ela sofre uma aceleração constante. Ao final do intervalo de tempo ∆t = 1 s, a velocidade da partícula, em m/s, será (Despreze qualquer resistência do ar neste problema.) 
a. 0 
b. 1 
c. 3 
d. 4 
e. 2 
I = ΔQ
F . Δt = (m’ . v’) - (m . v)
2 . 1 = (2 . v) - (2 . 1)
2 = 2v - 2
2 + 2 = 2v
4 = 2v
4 ÷ 2 = v
2 m/s