A quantidade de movimento é uma grandeza física fundamental na mecânica clássica que descreve a quantidade de movimento de um objeto em movimento. De acordo com a lei de conservação da quantidade de movimento, a quantidade total de movimento em um sistema isolado permanece constante ao longo do tempo, mesmo que ocorram interações entre as partículas desse sistema. Essa lei fundamental da física nos permite prever e compreender o comportamento de objetos em movimento, sendo essencial para a análise de colisões, movimentos de corpos celestes e muitos outros fenômenos físicos.
O que é a lei que determina a conservação da quantidade de movimento?
A lei que determina a conservação da quantidade de movimento é um princípio fundamental da física que afirma que, em um sistema isolado, a quantidade total de movimento permanece constante ao longo do tempo. Isso significa que, se a resultante das forças externas agindo sobre um sistema for zero, a quantidade de movimento total do sistema não muda. Em outras palavras, a quantidade de movimento de um objeto antes de uma interação física é igual à quantidade de movimento após a interação, desde que não haja forças externas atuando.
Essa lei é derivada da segunda lei de Newton, que afirma que a força resultante atuando sobre um objeto é igual à taxa de variação da quantidade de movimento do objeto. Portanto, se a força resultante for zero, a quantidade de movimento do objeto permanecerá constante. Isso é conhecido como o princípio da conservação da quantidade de movimento.
Essa lei tem aplicações em diversas áreas da física, como na mecânica clássica, na dinâmica de fluidos e na física de partículas. Ela é essencial para a compreensão do comportamento de sistemas físicos e é amplamente utilizada na resolução de problemas envolvendo colisões, explosões e outras interações entre objetos.
Portanto, a lei da conservação da quantidade de movimento é um princípio fundamental da física que desempenha um papel crucial na descrição e previsão do movimento de objetos em diversas situações.
Princípios fundamentais que regem a mecânica clássica: entenda as leis básicas do movimento.
A mecânica clássica é um ramo da física que estuda o movimento dos corpos e as forças que o causam. Para compreender esse campo, é essencial conhecer os princípios fundamentais que regem essa área do conhecimento. Um dos conceitos-chave é a quantidade de movimento, que está intimamente relacionada com a lei de conservação da energia.
A quantidade de movimento de um objeto, representada pela letra p, é o produto da sua massa, representada por m, pela sua velocidade, representada por v. Matematicamente, podemos expressar a quantidade de movimento como p = m * v. Essa grandeza física é fundamental para a compreensão do comportamento dos corpos em movimento.
De acordo com a lei de conservação da quantidade de movimento, a quantidade total de movimento em um sistema isolado permanece constante ao longo do tempo, desde que nenhuma força externa atue sobre ele. Em outras palavras, a quantidade de movimento antes de uma interação entre corpos é igual à quantidade de movimento após a interação, mesmo que a forma de movimento possa ser alterada.
Essa lei é essencial para a compreensão de diversos fenômenos físicos, como colisões entre objetos, movimentos de projéteis e até mesmo o funcionamento de máquinas simples. Ao compreender a quantidade de movimento e a sua conservação, podemos prever e explicar o comportamento dos corpos em movimento de forma mais precisa.
Em resumo, a quantidade de movimento e a sua conservação são conceitos fundamentais da mecânica clássica, que nos permitem compreender as leis básicas do movimento e prever o comportamento de sistemas em movimento. Ao dominar esses princípios, podemos desvendar os segredos do universo físico que nos rodeia.
Descubra a maneira de calcular a quantidade de movimento em um corpo em movimento.
A quantidade de movimento de um corpo em movimento é calculada multiplicando a sua massa pela sua velocidade. Essa grandeza física, também conhecida como momento linear, é uma medida da inércia de um objeto em movimento. A fórmula para calcular a quantidade de movimento de um corpo é dada por:
Quantidade de movimento (p) = massa (m) x velocidade (v)
De acordo com a primeira Lei de Newton, a lei da inércia, um corpo em movimento continuará em movimento a menos que uma força externa atue sobre ele. A quantidade de movimento de um sistema isolado permanece constante, o que é conhecido como a lei de conservação da quantidade de movimento.
Para calcular a quantidade de movimento de um corpo em movimento, basta multiplicar a sua massa pela sua velocidade. Essa grandeza física é fundamental na mecânica clássica e nos ajuda a compreender o comportamento dos corpos em movimento.
Em resumo, a quantidade de movimento de um corpo em movimento é calculada multiplicando a sua massa pela sua velocidade. Essa grandeza física é conservada em um sistema isolado, de acordo com a lei de conservação da quantidade de movimento.
Os fatores que influenciam a conservação da quantidade de movimento.
A conservação da quantidade de movimento é um princípio fundamental da física que descreve como a quantidade de movimento de um sistema isolado permanece constante ao longo do tempo. Existem vários fatores que influenciam a conservação da quantidade de movimento, incluindo a ausência de forças externas, a elasticidade das colisões e a massa dos objetos envolvidos.
Quando um sistema não está sujeito a forças externas, a quantidade de movimento total do sistema permanece constante. Isso significa que, mesmo que os objetos dentro do sistema possam colidir entre si e trocar quantidade de movimento, a quantidade total de movimento do sistema permanece inalterada. Este princípio é conhecido como a lei da conservação da quantidade de movimento.
A elasticidade das colisões também desempenha um papel importante na conservação da quantidade de movimento. Em colisões perfeitamente elásticas, a quantidade de movimento total é conservada, o que significa que a energia cinética é totalmente transferida de um objeto para outro sem perdas. Por outro lado, em colisões inelásticas, parte da energia cinética é transformada em outras formas de energia, resultando em uma mudança na quantidade de movimento total do sistema.
Além disso, a massa dos objetos envolvidos em uma interação também influencia a conservação da quantidade de movimento. Quanto maior a massa de um objeto, mais difícil é alterar sua quantidade de movimento. Isso significa que objetos mais pesados terão uma quantidade de movimento maior e serão mais difíceis de desacelerar ou acelerar do que objetos mais leves.
Em resumo, a conservação da quantidade de movimento é influenciada pela ausência de forças externas, pela elasticidade das colisões e pela massa dos objetos envolvidos. Ao entender esses fatores, podemos prever e explicar melhor o comportamento dos sistemas físicos em termos de quantidade de movimento.
Quantidade de movimento: lei de conservação, mecânica clássica
A quantidade de movimento ou momento linear , também conhecido como momento, é definida como uma quantidade física na classificação do tipo vetorial, que descreve o movimento que um corpo realiza na teoria mecânica. Existem vários tipos de mecânica que são definidos na quantidade de movimento ou momento.
A mecânica clássica é um desses tipos de mecânica e pode ser definida como o produto da massa corporal e a velocidade do movimento em um determinado momento. Mecânica relativística e mecânica quântica também fazem parte do momento linear.
Existem várias formulações sobre a quantidade de movimento. Por exemplo, a mecânica newtoniana a define como o produto da massa por velocidade, enquanto na mecânica lagrangiana o uso de operadores auto-conectados definidos em um espaço vetorial em uma dimensão infinita é necessário.
A quantidade de movimento é regida por uma lei de conservação, que declara que a quantidade total de movimento de qualquer sistema fechado não pode ser alterada e sempre permanecerá constante ao longo do tempo.
Lei de conservação da quantidade de movimento
Em termos gerais, a lei de conservação da quantidade de movimento ou momento expressa que, quando um corpo está em repouso, é mais fácil associar inércia à massa.
Graças à massa, obtemos a magnitude que nos permitirá descansar um corpo e, no caso de o corpo já estar em movimento, a massa será um fator determinante ao mudar a direção da velocidade.
Isso significa que, dependendo da quantidade de movimento linear, a inércia de um corpo dependerá da massa e da velocidade.
A equação do momento expressa que o momento corresponde ao produto da massa pela velocidade do corpo.
p = mv
Nesta expressão, p é o momento, m é a massa e v é a velocidade.
Mecânica clássica
A mecânica clássica estuda as leis do comportamento dos corpos macroscópicos a velocidades muito inferiores às da luz. Essa mecânica da quantidade de movimento é dividida em três tipos:
Mecânica Newtoniana
A mecânica newtoniana, nomeada em homenagem a Isaac Newton, é uma fórmula que estuda o movimento de partículas e sólidos em um espaço tridimensional. Esta teoria é subdividida em mecânica estática, mecânica cinemática e mecânica dinâmica.
A estática trata as forças empregadas em um equilíbrio mecânico, a cinemática estuda o movimento sem levar em conta o resultado do mesmo e a mecânica estuda os movimentos e os resultados dos mesmos.
A mecânica newtoniana é usada principalmente para descrever fenômenos que ocorrem a uma velocidade muito menor que a velocidade da luz e em uma escala macroscópica.
Mecânica langragiana e hamiltoniana
A mecânica langriana e a mecânica hamiltoniana são muito semelhantes. A mecânica langragiana é muito geral; por esse motivo, suas equações são invariantes em relação a algumas mudanças que ocorrem nas coordenadas.
Essa mecânica fornece um sistema de uma certa quantidade de equações diferenciais conhecidas como equações de movimento, com as quais se pode inferir como o sistema evoluirá.
Por outro lado, a mecânica hamiltoniana representa a evolução momentânea de qualquer sistema através de equações diferenciais de primeira ordem. Esse processo permite que as equações sejam muito mais fáceis de integrar.
Mecânica de Mídia Contínua
A mecânica de mídia contínua é usada para fornecer um modelo matemático no qual você pode descrever o comportamento de qualquer material.
Meios contínuos são usados quando queremos descobrir a quantidade de movimento de um fluido; Nesse caso, a quantidade de movimento de cada partícula é adicionada.
Mecânica relativística
A mecânica relativística da quantidade de movimento – também seguindo as leis de Newton – estabelece que, como o tempo e o espaço existem fora de qualquer objeto físico, a invariância galileana ocorre.
Por sua parte, Einstein sustenta que a postulação das equações não depende de um quadro de referência, mas aceita que a velocidade da luz é invariável.
No momento, a mecânica relativística funciona de maneira semelhante à mecânica clássica. Isso significa que essa magnitude é maior quando se refere a grandes massas, que se movem em velocidades muito altas.
Por sua vez, indica que um objeto grande não pode alcançar a velocidade da luz, porque, eventualmente, seu impulso seria infinito, o que seria um valor irracional.
Mecânica quântica
A mecânica quântica é definida como um operador de articulação em uma função de onda e que segue o princípio da incerteza de Heinsenberg.
Esse princípio estabelece limites para a precisão do momento e a posição do sistema observável, e ambos podem ser descobertos ao mesmo tempo.
A mecânica quântica usa elementos relativísticos ao abordar vários problemas; Esse processo é conhecido como mecânica quântica relativística.
Relação entre momento e quantidade de movimento
Como mencionado anteriormente, a quantidade de movimento é o produto da velocidade pela massa do objeto. No mesmo campo, há um fenômeno conhecido como momento e que muitas vezes é confundido com a quantidade de movimento.
O impulso é o produto da força e o tempo durante o qual a força é aplicada e é caracterizada como uma magnitude vetorial.
A principal relação que existe entre o impulso e a quantidade de movimento é que o impulso aplicado a um corpo é igual à variação do momento.
Por sua vez, como o impulso é o produto da força no tempo, uma certa força aplicada em um determinado tempo causa uma alteração na quantidade de movimento (independentemente da massa do objeto).
Exercício Montante do Movimento
Uma bola de beisebol de 0,15 kg de massa está se movendo a uma velocidade de 40 m / s quando é atingida por um taco que inverte sua direção, adquirindo uma velocidade de 60 m / s, com que força média o taco exerceu a bola se estava em contato com esses 5 ms?
Solução
Dados
m = 0,15 kg
vi = 40 m / s
vf = – 60 m / s (o sinal é negativo à medida que a direção muda)
t = 5 ms = 0,005 s
Δp = I
pf – pi = I
m.vf – m.vi = Ft
F = m. (Vf – vi) / t
F = 0,15 kg. (- 60 m / s – 40 m / s) / 0,005 s
F = 0,15 kg. (- 100 m / s) / 0,005 s
F = – 3000 N
Referências
- Física: Exercícios: Quantidade de movimento. Recuperado em 8 de maio de 2018, de Física: ciência dos fenômenos: lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
- Impulso e momento. Retirado em 8 de maio de 2018, do The Physics Hypertextbook: physics.info
- Momentum e conexão por impulso. Retirado em 8 de maio de 2018, da The Physics Classroom: physicsclassroom.com
- Momentum Retirado em 8 de maio de 2018, de Encyclopædia Britannica: britannica.com
- Momentum Retirado em 8 de maio de 2018, da The Physics Classroom: physicsclassroom.com
- Momentum Recuperado em 8 de maio de 2018, da Wikipedia: en.wikipedia.org.