Momento linear

Nem todo movimento é igual ao outro: uma almofada viajando a 40 km/h é diferente de um carro viajando à mesma velocidade. Isso é explicado pelo momento linear.

O momento linear é uma grandeza física que relaciona a massa e a velocidade de um corpo. Assim, esse fenômeno também pode ser chamado de quantidade de movimento ou momentum. No senso comum, podemos entender o momento linear como “embalo”. Acompanhe mais informações a seguir!

Índice do conteúdo:

O que é momento linear

Quando há a colisão entre bolas de bilhar, há a transferência do momento linear. Fonte: Wikimedia

O momento linear é o produto da massa de um corpo pela sua velocidade. Além disso, ele é uma grandeza física vetorial, ou seja, tem módulo, direção e sentido. Como a massa é uma grandeza escalar, o módulo, a direção e o sentido do momento linear serão iguais às mesmas características da velocidade.

Como é medido o momento linear

Não há uma unidade de medida específica para o momento linear. Dessa forma, no Sistema Internacional de Unidades (SI), suas unidades de medida são kg·m/s (isto é, quilograma vezes metro por segundo). Portanto, dimensionalmente, o momentum é equivalente ao impulso, portanto é comum escrever sua unidade de medida como N·s (newton vezes segundo).

Fórmula

A fórmula do momento linear relaciona sua massa e sua velocidade. Dessa forma:

Em que,

  • Q: momento linear ou quantidade de movimento (kg·m/s)
  • m: massa (kg)
  • v: velocidade (m/s)

Em alguns lugares, é comum representar o momento linear pela letra p. Assim, não se confunde com a quantidade de calor trocada por um corpo.

Módulo do momento linear

Quando desejamos encontrar o momento linear resultante para um sistema de várias partículas, devemos calcular o módulo (ou resultante) do momento linear. Para isso, fazemos a soma vetorial dos momentos de cada uma das partículas. Graficamente, podemos usar qualquer uma das regras de soma de vetores.

Em uma colisão elástica bidimensional, os momentos lineares iniciais (em azul) são somados vetorialmente para encontrar o momento linear resultante (em vermelho). Fonte: Wikimedia
  • Paralelo: se as quantidades de movimento de cada partícula estiverem na mesma direção e no mesmo sentido, basta somar seus valores.
  • Oposto: caso os momentos lineares das partículas tenham a mesma direção, porém sentido opostos, deve-se subtrair suas intensidades.

Caso os momentos lineares somados estejam em uma posição relativa diferente das que foram elencadas, basta usar a lei dos cossenos para encontrar sua resultante. Além disso, sua unidade de medida continuará a mesma: kg·m/s.

Vídeos sobre momento linear

Compreender como calcular o momento linear de uma partícula é imprescindível para o estudo dessa área da Física. Pensando nisso, selecionamos videoaulas que ajudarão a aprofundar seus conhecimentos. Acompanhe!

Momento linear explicado

Para entender o que é a grandeza física chamada momento linear, é preciso compreender os motivos pelos quais cada movimento é diferente. Dessa forma, Pedro Loos explica de maneira precisa o que é a quantidade de movimento.

A dinâmica e o momento linear

Nesse vídeo, o professor Marcelo Boaro aprofunda os conceitos sobre o momento linear, que também é chamado de quantidade de movimento. Para isso, ele explica os conceitos por trás desse fenômeno e, ao fim do vídeo, resolve um exercício de aplicação.

Impulso e quantidade de movimento

A quantidade de movimento possui a mesma unidade de medida que o impulso de uma partícula. Será que isso é apenas coincidência? Pedro Loos explica a relação entre essas duas grandezas fundamentais da mecânica clássica.

Há um teorema muito importante da mecânica clássica que relaciona o momento linear com outra grandeza física: o teorema do impulso. Para compreender melhor esse conceito, veja este conteúdo sobre o impulso!

Referências

Física I – Mecânica (2016) – Hugh D. Young

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Momento linear. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/momento-linear. Acesso em: 04 de March de 2021.

Exercícios resolvidos

1. [UECE]

Considere uma situação inicial em que um astronauta está inicialmente sem movimento em relação à sua nave, e esta também está parada em relação a um dado referencial inercial. Depois disso, o astronauta sai do transporte sem o uso de qualquer propulsão, apenas empurrando a nave. Assim, é correto afirmar que:

a) no sistema composto pela nave e pelo astronauta, o momento linear total é zero, pois o astronauta se move, sendo sua velocidade não nula.
b) após a saída do tripulante, a nave permanece parada, pois a força exercida pelo tripulante para sair da nave atua somente nele mesmo.
c) o princípio da conservação do momento linear, aplicado ao sistema homem-nave, não é válido, pois o astronauta executa uma força para sair da nave.
d) no sistema composto pela nave e pelo astronauta, o momento linear total é zero após a saída do tripulante.

Alternativa correta: D

No sistema analisado, ocorre a conservação do momento linear, o qual era nulo inicialmente. Após o astronauta sair, o momento linear se mantém zero.

2. [UECE]

Considere um vagão com uma carga líquida, que é puxado por uma locomotiva em uma via reta horizontal. Despreze os atritos e considere que a força aplicada pela locomotiva ao vagão seja constante. Caso haja vazamento dessa carga, o momento linear do conjunto formado pelo vagão e a carga no seu interior:

a) varia somente pela aplicação da força.
b) varia pela aplicação da força e pela variação na massa.
c) varia somente pela perda de massa do vagão.
d) não varia mesmo com a mudança da massa.

Alternativa correta: B

O momento linear é dado pelo produto da massa e a velocidade do corpo. A velocidade depende da aceleração do corpo – que, por sua vez, depende da aceleração do corpo.
Dessa forma, o momento linear do conjunto depende da força aplicada e da variação da massa.

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