Forças impulsivas

Experimento 5
Introdução
A prática de Forças impulsivas tem como objetivo analisar o comportamento da Força de Tração em fios de materiais distintos que são bruscamente esticados. Para isso, amarrou – se um disco de metal na extremidade de cada um dos fios, sendo um de nylon e um de barbante. A outra extremidade do fio foi amarrada a um sensor de força que transmite via Bluetooth as informações captadas por ele, como a força de tração em função do tempo quando o disco é solto de uma determinada altura, ou então a velocidade que esse disco é solto. O sistema foi montado como a figura abaixo:

Sabe – se que após o disco ser solto, sua velocidade aumentará até que o fio se estique por completo, e no momento em que o fio está maximamente esticado, sua velocidade chega também ao máximo e zera, começando então o retorno do objeto. Essa situação pode ser facilmente analisada utilizando conceitos de Força, impulso de uma força, quantidade de movimento de um objeto e o teorema do impulso. Para a correta realização do experimento é necessário um prévio conhecimento de como a força impulsiva atuará no sistema sendo importante então conhecer sua origem. Forças impulsivas são aquelas que ocorrem em intervalos de tempo muito pequenos provocando variações na quantidade de movimento dos corpos envolvidos. Da segunda lei de Newton: Considerando uma partícula de massa (m) movendo – se no plano xy, que sofre a ação de força (F), que pode variar tanto em intensidade quanto na direção, em qualquer instante a força será a derivada da quantidade de movimento da partícula em relação ao tempo. Tendo a partícula uma massa (m) constante, e não atingindo velocidade muito alta, podemos reescrever tal derivada, chegando à fórmula abaixo, onde (v) é a velocidade da partícula:

Impondo limites ao tempo, onde o tempo inicial é t0 e o final é tf , e à velocidade, onde a velocidade inicial é v0 e a final é vf , e integrando os dois lados da equação anterior, obtém – se a