Impulso

Conseguimos chutar uma bola ou lançar um foguete por conta do impulso

Quando aplicamos uma determinada força para mover algum objeto em um curto período de tempo, essa força realiza o que chamamos de impulso. Em outras palavras, o impulso é a ação de uma determinada força durante um certo intervalo de tempo.

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O impulso dependerá, então, da força aplicada e do tempo que essa força for aplicada, ou seja, quanto maior a força maior será o impulso. O mesmo serve para o tempo. Quanto maior o tempo, maior o impulso aplicado a um certo objeto. A unidade de medida do impulso no Sistema Internacional de medidas é o N∙s (Newton∙segundo) .

Fórmula do impulso

Assim como em muitas áreas da física, o impulso pode ser expresso através de uma fórmula geral. Ela pode ser observada a seguir:

Sabemos que uma força é uma grandeza vetorial. Porém, o tempo é uma grandeza escalar e quando multiplicamos uma grandeza vetorial por um escalar, o resultado obtido é uma grandeza vetorial. Dessa forma, o impulso também é uma grandeza vetorial, ou seja, precisa de um sentido, direção e módulo (tamanho) para ser bem definido.

Para conseguirmos calcular o impulso precisamos saber qual a força que foi aplicada sobre um objeto qualquer e qual foi o tempo que essa força foi aplicada.

Gráfico do impulso

Em um gráfico de Força por tempo, como o da figura acima, podemos obter o impulso aplicado em um determinado objeto apenas calculando a área abaixo do gráfico.

Quantidade de movimento

Uma carreta carregada demora muito mais para atingir uma certa velocidade quando comparada a um carro mais leve. O mesmo serve para a freagem da carreta, ou seja, ela demora muito mais para frear do que o carro, tendo ambos a mesma velocidade. A isso, damos o nome de quantidade de movimento. No nosso exemplo a carreta possui uma quantidade de movimento maior que a do carro.

Quantidade de movimento é definido pela multiplicação da massa de um objeto pela sua velocidade, como podemos ver na fórmula acima. Além disso, a quantidade de movimento também é uma grandeza vetorial, em outras palavras, ela precisa de um sentido, direção e módulo para ser bem definida. Sua unidade no S.I é o Kg⋅m/s.

Teorema do impulso

O teorema do impulso nos diz que:

O impulso resultante de um sistema de forças sobre um corpo é igual a variação da quantidade de movimento do corpo.

Em outras palavras, quando uma força resultante age sobre um corpo ela varia a sua velocidade, logo a quantidade de movimento também varia. Mas quando essa força é aplicada em um certo intervalo de tempo, então teremos que o impulso é igual a variação da quantidade de movimento.

Exemplos de impulso

No nosso cotidiano podemos aplicar o impulso em muitas situações. Vamos então entender em quais ocasiões o impulso ocorre.

  • Para-choques de carros: os para-choques são feitos, atualmente, de materiais elásticos. Dessa forma, o tempo de contato entre o para-choque e o local da colisão é maior, diminuindo assim a força resultante que agirá no carro. Com isso, os passageiros no interior do carro sofrem menos com o impacto;
  • Boxeador: quando um boxeador erra o tempo da defesa de um golpe, ele realiza um movimento com a cabeça para trás de tal forma que o tempo de impacto do soco aumente, diminuindo então a força resultante da pancada;
  • Pulando de uma altura qualquer: ao pularmos de uma certa altura mantemos nossas pernas esticadas durante a queda e depois dobramos os joelhos quando tocamos o chão. Isso ajuda a aumentar o tempo de contato com o chão e, assim, diminuir a força resultante de impacto com o chão.

Existem muitos outros exemplos de impulso que podemos aplicar no nosso dia a dia. Os foguetes que vão para o espaço também são um grande exemplo de impulso.

Videoaulas sobre impulso

Tendo o conceito de impulso e quantidade de movimento em mente, vamos, dessa forma, nos aprofundar mais no assunto a partir dos vídeos a seguir.

Definição e exercícios resolvidos sobre impulso

O primeiro vídeo abordará a definição de impulso e quantidade de movimento. Além disso, o vídeo apresenta alguns exercícios resolvidos sobre o assunto.

Uma breve explicação do teorema do impulso e um exemplo

Por outro lado, o segundo vídeo nos apresenta uma breve explicação do teorema do impulso e no fim apresenta um exemplo da aplicação desse teorema.

A definição de quantidade de movimento

No terceiro vídeo, podemos entender um pouco melhor a quantidade de movimento além de observarmos um exemplo sobre esse tema.

Por fim, o teorema do impulso é muito importante para o nosso dia a dia. Quando entendemos o conceito, conseguimos então entender o fato pelo qual nós conseguimos chutar uma bola, lançar dardos, nos proteger de acidentes de carro entre muitas outras aplicações do impulso.

Referências

Física para o ensino médio, vol. 1 : mecânica – Kazuhito Yamamoto;

As faces da física – Wilson Carron.

Guilherme Santana da Silva
Por Guilherme Santana da Silva

Graduando no curso de Física pela Universidade Estadual de Maringá. Professor assistente em um colégio de ensino médio e preparatório para os vestibulares. Nas horas vagas se dedica a vida religiosa, a pratica do mountain bike, a tocar bateria, dar atenção a família e a cuidar de suas duas gatinhas Penélope e Mel.

Exercícios resolvidos

1. [PUC – MG]

Uma força de 6 N atuando sobre um objeto em movimento altera sua quantidade de movimento em 3kg . m/s. Durante quanto tempo essa força atuou sobre esse objeto?

a) 1s

b) 2s

c) 0,25

d) 0,50

Dados

F = 6 N
ΔQ = 3Kg . m/s

Utilizamos a equação do teorema do impulso e quantidade de movimento:

ΔQ = I
ΔQ = F.t
3 = 6 . t
3 = t
6
t = 0,50 s

Resposta: d)

2.

O gráfico a seguir representa a variação da intensidade da força F em função do tempo:

Calcule o impulso da força no intervalo de 15s.

O impulso da força F é igual à área sob a curva do gráfico da força x tempo.

A área desse gráfico é igual à soma da área do retângulo, de 0 a 8 s, com a área do triângulo no intervalo de 8 a 15 s.

A área do retângulo é calculada pelo produto entre a sua base e altura:

Ar = b x h
Ar = 8 . 15
Ar = 120

A área do triângulo é dada pelo produto entre a base e a altura dividido por 2:

At = (b x h)/2

At = (7 x 15)/2

At = 105/2

At = 52,5

I = Atotal

I = Ar + At
I = 120 + 52,5
I = 172,5 N.s

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