IMPULSO

 O impulso é uma grandeza da Física que mede os efeitos de uma força (F) sobre um corpo em um intervalo de tempo (Δt). Assim como a força, o impulso é uma grandeza vetorial, necessitando, além de seu valor, também da direção e do sentido em que atua e sua unidade no sistema internacional de unidades (SI) é o kg.m/s ou, simplesmente, N.s.

Sendo o impulso o resultado entre a multiplicação de uma força e do tempo, a direção e o sentido do impulso são os mesmos da força.

O principal uso do impulso na Física é voltado para o estudo das colisões entre os corpos. Durante as colisões, é comum que as forças mútuas exercidas entre os corpos sejam variáveis, fazendo-se necessário o uso do impulso para o cálculo das velocidades ou das quantidades de movimento dos corpos envolvidos nas colisões. A ideia é simples: se pudermos medir o intervalo de tempo de uma colisão, seremos capazes de determinar o valor médio da força exercida sobre os corpos.

Fórmula do Impulso de uma força constante Considerando a força de atuação constante, o impulso por ser calculado por:

Onde, no Sistema Internacional de Medidas temos:

I é o módulo do impulso, medido em N . s;

F é a força, medida em Newtons;

∆t é o intervalo de tempo, medido em segundos.

A fórmula mostrada acima indica que o impulso sofrido por um corpo é proporcional à força exercida sobre ele e ao intervalo de tempo de aplicação dessa força. Portanto, quanto maior for o impulso, maiores serão a força aplicada sobre o corpo e a duração da aplicação dessa força.

O impulso também equivale à mudança da quantidade de movimento de um corpo. Quando aplicamos uma força em um corpo durante certo intervalo de tempo, a velocidade do corpo pode sofrer variações, por isso, o impulso também pode ser definido em relação à mudança da quantidade de movimento de um corpo. Observe:

Legenda:

Sendo: 

Temos: 

I – Impulso (N.s ou kg.m/s)

ΔQ – variação da quantidade de movimento (N.s ou kg.m/s)

Q_F – quantidade de movimento final (N.s ou kg.m/s)

Qi – quantidade de movimento inicial (N.s ou kg.m/s)

m – massa (kg)

v_F – velocidade final (m/s)

vi – velocidade inicial (m/s)

Por fim, podemos dizer que o produto da força pelo intervalo de tempo de aplicação dessa força equivale à variação da quantidade de movimento:

Exemplos:

1 - Uma força constante de intensidade 9 N atua sobre um ponto material durante 5 s. Determine o módulo do impulso obtido.

2 - Um corpo de massa igual a 3 kg se move com direção e sentido constantes sob a ação de forças e acelera aumentando sua velocidade de 2 para 4 m/s. Determine o impulso resultante durante o processo de aceleração.

Como não conhecemos a intensidade da força resultante que determina o movimento, mas possuímos sua massa e a variação da velocidade, podemos determinar o impulso através do Teorema do Impulso.

ATIVIDADES

1 - O airbag e o cinto de segurança são itens de segurança presentes em todos os carros novos fabricados no Brasil. Utilizando os conceitos da Primeira Lei de Newton, de impulso de uma força e variação da quantidade de movimento, analise as proposições em verdadeiro ou falso.

a) (  ) O airbag aumenta o impulso da força média atuante sobre o ocupante do carro na colisão com o painel, aumentando a quantidade de movimento do ocupante.

b) (  ) O airbag aumenta o tempo da colisão do ocupante do carro com o painel, diminuindo assim a força média atuante sobre ele mesmo na colisão.

c) (  ) O cinto de segurança impede que o ocupante do carro, em uma colisão, continue se deslocando com um movimento retilíneo uniforme.

d) (  ) O cinto de segurança desacelera o ocupante do carro em uma colisão, aumentando a quantidade de movimento do ocupante.

 

2 - Durante um jogo de futebol, um jogador chuta a bola, aplicando sobre ela uma força de intensidade igual a 5 . 10² N durante um intervalo de tempo de 0,1s. Calcule o impulso da força aplicada pelo jogador.

 

3 - 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

 

4 - Uma força de 5000 N é aplicada a um objeto de forma indefinida, produzindo um impulso de módulo 1000 N.s. Sabendo que a força é horizontal e para a direita, determine o tempo de contato da força sobre o corpo e a direção do impulso.

a) 0,2 s e horizontal para a direita

b) 0,4 s horizontal para a esquerda

c) 0,2 s horizontal para a esquerda

d) 0,6 s vertical para cima

e) 0,5 horizontal para a direita

5 - Calcule o módulo do impulso exercido pelo motor de um veículo de 800 kg que acelera de uma velocidade inicial de 20 m/s até 30 m/s.

 

6 - Um objeto desloca-se com momento linear igual a 50 kg.m/s, mas choca-se com uma parede e gasta 0,02 s para parar. Por meio do teorema do impulso, determine o valor da força necessária para parar esse objeto.

a) 1000 N                  b) 1500 N

c) 2000 N                  d) 2500 N

e) 3000 N