PORTIFÓLIO 01 - FISICA (GALDINO)

1. Descreva momento linear (quantidade de movimento) e a sua conservação. Destaque as equações e as unidades de medidas referentes às grandezas relacionadas.

O momento linear é uma das duas grandezas físicas fundamentais necessárias à correta descrição do inter-relacionamento entre dois entes ou sistemas físicos. A segunda grandeza é a energia. Os entes ou sistemas em interação trocam energia e momento, mas o fazem de forma que ambas as grandezas sempre obedeçam à respectiva lei de conservação.

Momento linear é definido pelo produto da massa pela velocidade de um corpo. É uma grandeza vetorial, com direção e sentido, cujo módulo é o produto da massa pelo módulo da velocidade, e cuja direção e sentido são os mesmos da velocidade. A quantidade de movimento total de um conjunto de objetos permanece inalterada, a não ser que uma força externa seja exercida sobre o sistema. Esta propriedade foi percebida por Newton, na qual Newton define a quantidade de movimento e demonstra a sua conservação.

Particularmente importante não só em mecânica clássica como em todas as teorias que estudam a dinâmica de matéria e energia (relatividade, mecânica quântica, etc.), é a relação existente entre o momento e a energia para cada um dos entes físicos. A relação entre energia e momento é expressa em todas as teorias dinâmicas, normalmente via uma relação de dispersão para cada ente, e grandezas importantes como força e massa têm seus conceitos diretamente relacionados com estas grandezas.

Na física clássica, a quantidade de movimento linear ( ) é definida pelo produto da massa ( ) pela velocidade ( ).

O momento linear se conserva (seu valor é constante), sempre que considerarmos sistemas nos quais não há forças externas atuando, ou que seu somatório seja um valor nulo. Sendo assim, mesmo em uma colisão inelástica - onde a conservação da energia mecânica não é observada 1 - a conservação do momento linear permanece válida desde que o sistema seja isolado.

O conceito matemático previamente descrito de momento linear também pode ser ampliado se percebermos que, pela definição de força

,

logo

.

Segundo esta definição, para constante temos que

.

Considerando que, se então . Desta forma temos

,

válido somente para constante.

A unidade da quantidade de movimento linear no SI é o quilograma metro por segundo kg.m/s, que pode ser representado também por newton segundo (N.s).

2. Descreva impulso de uma força e a sua relação com a quantidade de movimento (Teorema do impulso). Destaque as equações e as unidades de medidas referentes às grandezas relacionadas.

Impulso é a grandeza física que relaciona a força que atua sobre um corpo e o intervalo de tempo que ela atua sobre o mesmo. Imagine a situação ilustrada abaixo,onde se tem a atuação de uma força constante durante um determinado intervalo de tempo, Δt = tf – ti, sobre um bloco de massa m.

O produto dessa força constante pelo intervalo de tempo de aplicação da mesma é chamado de Impulso, e é representado pela letra I. O impulso é uma grandeza vetorial, possui módulo, direção e sentido. Em módulo, a equação que determina o impulso pode ser escrita da seguinte forma: I = F. Δt

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade do impulso é o newton vezes segundo N.s.

Quantidade de Movimento

Imagine um corpo de massa m, que num determinado instante t possua velocidade V, por definição a quantidade de movimento é o produto entre essas duas grandezas, massa e velocidade. Como a velocidade é uma grandeza vetorial, por consequência a quantidade de movimento também é, e em módulo ela pode ser vista da seguinte forma;Q = m. V

A unidade de quantidade de movimento no Sistema Internacional de Unidades é o kg. m/s.

Teorema Impulso – Quantidade de Movimento

O teorema do impulso – quantidade de movimento diz que o impulso da resultante das forças que atuam sobre um corpo, num determinado intervalo de tempo, é igual à variação da quantidade de movimento do corpo no mesmo intervalo de tempo, matematicamente fica: I = Qf - Qi

Onde Qf é a quantidade de movimento final e Qi é a quantidade de movimento inicial.

3. Descreva os