Impulso e força media

Impulso e Força Média

Impulso é a grandeza física que mede a variação da quantidade de movimento de um objeto. É causado pela atuação de uma força atuando durante um intervalo de tempo .
A unidade SI de impulso é o N•s

Impulso de uma força média fig. 8-24 ti tf
Fméd
∆t
F

T

A variação típica da força durante a colisão com o tempo. A área subtendida pela curva de F contra t dá o valor do impulso, I.A Fméd é a força média sobre o intervalo de tempo ∆t, A área do retângulo, Fméd∆t, é igual á área subtendida pela curva de F contra t.
A força media é uma força constante que provocaria o mesmo impulso que a força variável, atuando durante o intervalo de tempo ∆t. Está representada no retângulo da fig. 8-24. A força média pode ser calculada pela variação do momento se o tempo de colisão for conhecido. Muitas vezes é possível estimar este intervalo de tempo pela distância percorrida por um dos corpos durante a colisão.
EXEMPLO:
Um carateca experimentado pode quebrar um tijolo de concreto com um só golpe. Imagine que a massa da mão e do pulso seja de 0.70kg e a velocidade do golpe, de 5,0 m/s. vamos admitir que o movimento cesse dentro de uma distância de 6 mm do ponto de contato inicial. (a) Que impulso o tijolo exerce sobre a mão do carateca? (b) Qual o tempo aproximado da colisão e qual a força média exercida pelo tijolo?
Raciocínio da resolução: O impulso é igual á variação do momento ∆p.
Podemos calcular ∆p pela massa e velocidade da mão do carateca. O tempo da colisão, pedido na parte (b), calcula-se pela distância ∆y=6 mm e pela velocidade média durante a colisão. Podemos estimar esta velocidade admitindo que a aceleração seja constante. Vamos tomar como positivas as direções para cima.
(a)1. O impulso é igual á variação do momento: I = ∆p = PF-pi

2. O momento inicial é o da mão do carateca no instante pi=-(0,7kg)(5,0m/s)ĵ = (-3,5kg.m/s) ĵ em que atinge o tijolo com a velocidade v; o momento pi = 0
final