Descreva o Princípio do Impulso e Quantidade de Movimento, conceituando teoricamente o seu significado Físico. Mostre em quais condições a grandeza quantidade de movimento é conservada. (1,5 pt)

Passo 1

O exercício pede que a gente explique dois conceitos de Mecânica Clássica: “Quantidade de Movimento” e “Princípio do Impulso e Quantidade de Movimento”. Depois, mostrar quando a quantidade de movimento (momentum) é conservada.
Conteúdo: segunda lei de Newton, definição de momentum , impulso , teorema impulso-momentum e conservação de momentum.
Você vai precisar saber:
  • O que é força e aceleração (2ª lei de Newton).
  • Como definir e interpretar vetores como velocidade e momentum .
  • Noções de sistema isolado e forças internas versus externas.

Passo 2

Definindo quantidade de movimento (momentum)
  1. Quantidade de movimento vec p = m,vec v é um vetor que mede “o quanto” um corpo em movimento tende a continuar em movimento.
  2. Matematicamente:
é a massa do corpo (escalar).
é a velocidade (vetor).
3) Significado físico: quanto maior a massa e/ou a velocidade, mais “difícil” é parar ou desviar um corpo.

Passo 3

Definindo impulso e o Teorema Impulso-Quantidade de Movimento
  1. Impulso vec I = integralt1^t2 vec F(t),dt é basicamente “força agindo por um certo tempo”.
  2. Se uma força variável integralt1^t2 vec Fres,dt = integralt1^t2 dvec pdt,dt ;Longrightarrow; vec I = De age sobre um corpo entre e , o impulso é
  1. Teorema Impulso-Momentum (deriva da 2ª lei de Newton):
    – A segunda lei diz .
    – Integrando em a :
  1. Significado físico: o impulso é exatamente a variação da quantidade de movimento. Se você aplicar uma força maior ou por mais tempo, a mudança em será maior.

Passo 4

Condições para conservação de quantidade de movimento
  1. Sistema isolado: nenhum força externaresultante age sobre o sistema de corpos.
  2. Se integral vec Fext, res,dt = 0 Longrightarrow De, então pelo teorema:
  1. Isso significa que a quantidade de movimento total antes de qualquer interação interna é igual à quantidade de movimento total depois.
  2. Forças internas (entre as partes do sistema) geralmente vêm aos pares e, por causa da terceira lei de Newton, não mudam o momentum total.

Resposta

A quantidade de movimento é um vetor que expressa a “inércia em movimento” de um corpo. O impulso é a variação de . O Princípio do Impulso-Momentum afirma que o impulso aplicado a um corpo é igual à sua variação de momentum. A quantidade de movimento total de um sistema se conserva exatamente quando não há força resultante externa atuando sobre ele (sistema isolado).

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