12.º anoPercurso edumaterial
O que vais aprender
- Relacionar impulso e variação da quantidade de movimento.
Compreender
O momento inicial é p_i=0,20×10=+2 kg·m/s e o final p_f=0,20×(−5)=−1 kg·m/s. A variação é Δp=−3 kg·m/s; o impulso resultante sobre a bola é igualmente −3 N·s. O sinal negativo informa direção segundo o eixo escolhido. A colisão inverte a velocidade, por isso usar apenas módulos e subtrair 2−1 perderia a direção.
Se o contacto durasse 0,10 s e a força média resultante tivesse direção fixa, F_média=Δp/Δt=−30 N. Não se afirma que a força instantânea foi constante: numa colisão costuma variar muito. Para analisar conservação de momento do sistema bola-parede, é necessário incluir a parede e eventualmente a Terra; o momento da bola isolada não se conserva porque recebe impulso externo.
Exemplo resolvido
Uma bola de 0,10 kg chega à parede a +8 m/s e regressa a −2 m/s. Qual é o impulso resultante sobre a bola?
- Escolhemos como positivo o sentido de chegada: p_i=0,10×(+8)=+0,8 kg·m/s.
- Depois da colisão, p_f=0,10×(−2)=−0,2 kg·m/s.
- A variação de momento é p_f−p_i=−0,2−0,8=−1,0 kg·m/s, igual ao impulso resultante.
O impulso sobre a bola é −1,0 N·s, no sentido oposto ao da chegada.
Atenção ao erro
A quantidade de movimento da bola conserva-se durante o choque com a parede.
Verifica agora
Retoma o caso da explicação: Qual é p_i?
Ver solução explicada
Resposta: +2 kg·m/s.
Inclui massa e sinal de velocidade.
Retoma o caso da explicação: Qual é p_f?
Ver solução explicada
Resposta: −1 kg·m/s.
Conserva o sinal do retorno.
Retoma o caso da explicação: Qual é o impulso na bola?
Ver solução explicada
Resposta: Δp=−1−2=−3 N·s.
Subtrai momento final menos inicial.
Retoma o caso da explicação: Força média em 0,10 s?
Ver solução explicada
Resposta: −3/0,10=−30 N.
Divide impulso pela duração.
Alinhamento curricular e fontes
- Mecânica — 12.º ano, página 6. Objetivo oficial parafraseado: Relacionar impulso e variação da quantidade de movimento.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · fisica-pt · 12-ano