uma força constante atua durante 5,0 segundos sobre uma partícula de massa 2,kg na direção e no sentido de seu movimento , fazendo com que sua velocidade escalar varie de 5,0 m/s para 9,0 m/s. Determine:
a) O módulo da variação da quantidade de movimento da particula;
b) A intensidade do impulso da força atuante;
c) A intensidade da força.
Soluções para a tarefa
Resposta:
a) o módulo da variação da quantidade de movimento da partícula será:
ΔQ = Qf - Qi
ΔQ = m*Vf - m*Vi
ΔQ = 2*9 - 2*5
ΔQ = 18 - 10
ΔQ = 8 kg*m/s
b) Pelo teorema do impulso temos:
I = ΔQ
I = 8 N*s
c) Temos que:
I = F*Δt
8 = F * 5
F = 8/5
F = 1,6 N
Explicação:
A) a quantidade de movimento da particula é igual a 8 kg.m/s.
B) a intensidade do impulso atuante é igual a 8 N.s.
C) a intensidade da força atuante é igual a 1,6 N.
Dados fornecidos pela questão:
- Massa da partícula = 5,0 kg
- Velocidade inicial = 5,0 m/s
- Velocidade final = 9,0 m/s
- Período = 5,0 s
item A)
Variação de quantidade de movimento
A quantidade de movimento é dada por:
ΔQ = m.(vf-vi)
Sendo:
- ΔQ = Variação de quantidade de movimento
- m = massa
- vf e vi = velocidade final e inicial respectivamente
A efetuar a substituição das informações fornecidas pela questão na formulação, temos:
ΔQ = m.(vf-vi) ⇒ ΔQ = 2,0 kg.(9,0 m/s - 5,0 m/s)
ΔQ = 2,0 kg.4,0 m/s ∴ ΔQ = 8,00 kg.m/s
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item B)
Teorema do impulso
O teorema do impulso afirma que a variação da quantidade de movimento de um corpo é igual a seu impulso:
I = ΔQ
Sendo:
- Q = Produto entre a massa e a velocidade
- I = Impulso
Desse modo, concluímos que:
I = ΔQ ⇒ I = 8,00 N.s
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item B)
Impulso
O impulso também pode ser calculado como o produto entre a força média e seu período de duração.
I = Fm.Δt
Sendo:
- Fm = Força
- Δt = período de duração
Combinado às duas equações, temos:
I = I ⇒ Fm.Δt = ΔQ ∴ Fm = ΔQ/Δt
A efetuar a substituição das informações fornecidas pela questão na formulação, temos:
Fm = ΔQ/Δt ⇒ Fm = 8,00 kg.m/s/5,00 s ∴ Fm = 1,6 N
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