Ideias principais
A quantidade de movimento é massa vezes velocidade. Numa colisão ou explosão sem forças externas, a quantidade de movimento total do sistema se conserva, mesmo que a energia cinética não se conserve.
- O impulso é a força vezes o tempo em que ela atua e é igual à variação da quantidade de movimento: FΔt = Δp.
- Numa colisão perfeitamente inelástica os objetos ficam unidos e se movem com v′ = (m₁v₁ + m₂v₂) ÷ (m₁ + m₂).
- Numa colisão elástica se conservam tanto a quantidade de movimento quanto a energia cinética.
- A quantidade de movimento é um vetor. Atribua sinais às direções, por exemplo direita positivo e esquerda negativo, antes de somar.
Equações principais
p = mvJ = FΔt = Δpm₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁′ + m₂v₂′v′ = (m₁v₁ + m₂v₂) ÷ (m₁ + m₂) (perfectly inelastic)
Exemplo resolvido
Um carro de 1000 kg a 20 m/s bate em outro de 1000 kg parado e eles ficam unidos. Antes: 1000 × 20 = 20 000 kg·m/s. Depois: 2000 × v′ = 20 000, logo v′ = 10 m/s. A energia cinética cai de 200 kJ para 100 kJ, ou seja, metade se perdeu em deformação e calor.
Erros comuns
- Somar quantidades de movimento sem sinais, de modo que uma velocidade para a esquerda seja contada como se fosse para a direita.
- Supor que a energia cinética se conserva em toda colisão. Ela só se conserva nas elásticas.
- Usar a massa de apenas um objeto quando os objetos ficam unidos.
Prática
Teste-se com perguntas de prática sobre este tema: Quantidade de movimento e colisões