Graduação
  1. Mecânica clássica  1.1. dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. movimento de projétil  1.1.4. Velocidade relativa  1.1.5. Movimento circular uniforme  1.1.6. Movimento circular não uniforme  1.1.7. Sistemas de referência e transformações  1.2. Leis de Newton do Movimento  1.2.1. Primeira lei do movimento  1.2.2. Segunda lei do movimento  1.2.3. Terceira Lei do Movimento  1.2.4. Aplicações das Leis de Newton  1.2.5. Atrito e seus tipos  1.2.6. Diagrama de Corpo Livre  1.2.7. Restrições e pseudo-forças  1.3. Trabalho e Energia  1.3.1. trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema trabalho–energia  1.3.3. Energia Cinética  1.3.4. Energia potencial na mecânica clássica  1.3.5. Forças conservativas e não conservativas  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.4. Velocidade e colisões  1.4.1. Momento linear  1.4.2. Conservação do Momento  1.4.3. Impulso e força de impacto  1.4.4. Colisão elástica e inelástica  1.4.5. Centro de massa e velocidade  1.4.6. Propulsão de Foguetes  1.5. Movimento rotacional  1.5.1. Torque e Momento Angular  1.5.2. Momento de inércia  1.5.3. Cinemática Rotacional  1.5.4. Energia Rotacional  1.5.5. Movimento de Rolamento  1.5.6. Precessão e movimento giroscópico  1.6. Força gravitacional  1.6.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.6.2. Energia potencial gravitacional  1.6.3. Mecânica orbital  1.6.4. Leis do movimento planetário de Kepler  1.6.5. Campo gravitacional e potencial  1.7. Fluid mechanics  1.7.1. Pressão e Princípio de Pascal  1.7.2. Flutuabilidade e o Princípio de Arquimedes  1.7.3. Dinâmica dos Fluidos e Princípio de Bernoulli  1.7.4. Viscosidade e Lei de Poiseuille  1.7.5. Tensão superficial e capilaridade  1.8. Oscilações e ondas  1.8.1. Movimento Harmônico Simples  1.8.2. Oscilações amortecidas e forçadas  1.8.3. Oscilações acopladas e modos comuns  1.8.4. Propriedades e tipos de ondas  1.8.5. Ondas Sonoras e o Efeito Doppler  1.8.6. Interferência de ondas e superposição
  2. Eletromagnetismo  2.1. Eletrostática  2.1.1. Carga elétrica e propriedades  2.1.2. Lei de Coulomb  2.1.3. Campo elétrico e potencial elétrico  2.1.4. Lei de Gauss  2.1.5. Capacitância e Dielétrico  2.1.6. Dipolo elétrico e energia potencial  2.2. Circuitos Elétricos  2.2.1. Corrente e Resistência  2.2.2. Lei de Ohm  2.2.3. Leis de Kirchhoff  2.2.4. Circuito RC  2.2.5. Circuits de CA e Reatância  2.2.6. Energia e potência elétrica  2.3. Magnetismo  2.3.1. Campos e Forças Magnéticas  2.3.2. Lei de Ampère  2.3.3. Momento de dipolo magnético  2.3.4. Lei de Biot-Savart  2.3.5. Materiais Magnéticos e Histerese  2.4. Indução eletromagnética  2.4.1. Lei de Faraday  2.4.2. Lei de Lenz  2.4.3. Autoindução e indução mútua  2.4.4. Transformadores e circuitos indutivos  2.5. Equações de Maxwell  2.5.1. Lei de Gauss para eletricidade  2.5.2. Lei de Gauss para o magnetismo  2.5.3. Lei da indução de Faraday  2.5.4. Lei de Ampere-Maxwell  2.5.5. Ondas eletromagnéticas
  3. Termodinâmica  3.1. Leis da Termodinâmica  3.1.1. Lei Zero da Termodinâmica  3.1.2. Primeira lei da termodinâmica  3.1.3. Segunda Lei  3.1.4. Terceira Lei  3.2. Calor e trabalho  3.2.1. Transferência de calor (condução, convecção, radiação)  3.2.2. Expansão térmica  3.2.3. Motores térmicos e refrigeradores  3.2.4. Ciclo de Carnot e eficiência  3.3. Mecânica estatística  3.3.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  3.3.2. Entropia e Probabilidade  3.3.3. Função de partição  3.3.4. Estatísticas de Fermi–Dirac e Bose–Einstein
  4. Óptica  4.1. Óptica Geométrica  4.1.1. Reflexão e Refração  4.1.2. Espelhos e lentes  4.1.3. Instrumentos Ópticos  4.1.4. Princípio de Fermat  4.2. Óptica de ondas  4.2.1. Interferência em óptica de ondas  4.2.2. Difração  4.2.3. Polarização  4.2.4. Coerência e holografia
  5. Mecânica quântica  5.1. Dualidade onda-partícula  5.1.1. Radiação de corpo negro na dualidade onda-partícula em mecânica quântica  5.1.2. Efeito Fotoelétrico  5.1.3. Espalhamento Compton  5.1.4. Comprimento de onda de De Broglie  5.2. Equação de Schrödinger  5.2.1. Equação de Schrödinger independente do tempo  5.2.2. Partícula em uma caixa  5.2.3. Túnel Quântico  5.2.4. Poços e barreiras de potencial  5.3. Estados Quânticos  5.3.1. Função de onda  5.3.2. Operadores quânticos  5.3.3. Princípio da incerteza de Heisenberg  5.3.4. Momento angular e spin
  6. Relatividade  6.1. Relatividade especial  6.1.1. Transformações de Lorentz  6.1.2. Expansão do tempo e contração do comprimento  6.1.3. Energia relativística e momento  6.2. Relatividade Geral  6.2.1. Princípio da Equivalência  6.2.2. Métrica de Schwarzschild  6.2.3. Ondas gravitacionais  6.2.4. Buracos negros e horizontes de eventos
  7. Física do estado sólido  7.1. Estrutura cristalina  7.1.1. Redes de Bravais  7.1.2. Difração de raios X  7.1.3. Teoria das bandas  7.1.4. Fónons e vibrações da rede  7.2. Propriedades Elétricas e Magnéticas  7.2.1. Condutores, Semicondutores e Isolantes  7.2.2. Supercondutividade  7.2.3. Efeito Hall
  8. Física nuclear e de partículas  8.1. Estrutura Atômica  8.1.1. Modelo Atômico  8.1.2. Energia de ligação nuclear  8.2. Radioatividade  8.2.1. Decaimento alfa, beta, gama  8.2.2. Meia-vida  8.2.3. Fissão e Fusão Nuclear  8.3. Física de partículas  8.3.1. Modelo Padrão  8.3.2. Quarks e Léptons  8.3.3. antimatéria  8.3.4. Interações fundamentais
  9. Astrofísica e cosmologia  9.1. Evolução estelar  9.1.1. Formação estelar  9.1.2. Buracos negros e estrelas de nêutrons  9.1.3. Anãs brancas e supernovas  9.2. Cosmologia  9.2.1. The Big Bang Theory  9.2.2. Matéria escura e energia escura  9.2.3. Fundo cósmico de micro-ondas

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Momento linear


O momento linear é um conceito central na física, particularmente na área da mecânica. É utilizado na análise do movimento e das interações dos objetos, especialmente durante colisões. O momento linear é basicamente definido como o produto da massa de um objeto e sua velocidade. Essa quantidade fornece a base matemática e conceitual para entender como os objetos se movem e como interagem entre si.

Entendendo o momento linear com exemplos

Para entender melhor o que é o momento linear, vamos considerar alguns exemplos. Imagine um grande caminhão e um carro pequeno viajando na estrada. Se ambos estiverem viajando à mesma velocidade, o caminhão, que tem mais massa, terá mais momento do que o carro. Isso significa que é mais difícil parar um caminhão ou mudar sua direção de movimento do que um carro.

Caminhões (maior massa) Carro (baixa massa)

Na figura acima, a barra azul representa um caminhão, e a barra vermelha representa um carro. Seus respectivos momentos podem ser representados da seguinte forma:

momento_caminhão = massa_caminhão * velocidade
momento_carro = massa_carro * velocidade

Como massa_caminhão > massa_carro, segue-se que momento_caminhão > momento_carro.

Expressão matemática

Em termos mais formais, se temos um corpo de massa m movendo-se com uma velocidade v, então o momento linear p é dado pela seguinte equação:

p = m * v

Onde:

  • p é o momento linear, que é uma quantidade vetorial.
  • m é a massa do objeto, escalar.
  • v é a velocidade do objeto, que é uma quantidade vetorial.

Conservação do momento linear

Um dos princípios mais básicos associados ao momento linear é a conservação do momento. Este princípio afirma que, em um sistema isolado, onde não atuam forças externas, o momento linear total permanece constante.

Por exemplo, considere dois patinadores no gelo inicialmente em repouso. Se eles se empurram, começam a se mover em direções opostas. Apesar da mudança em seus momentos individuais, o momento total do sistema permanece zero como era inicialmente.

Exemplos de conservação do momento

Vamos pegar dois objetos diferentes A e B. Antes da colisão, vamos assumir que o objeto A está se movendo com velocidade p_Ai e o objeto B está se movendo com velocidade p_Bi. Após a colisão, seus momentos mudam para p_Af e p_Bf, respectivamente.

A conservação do momento nos diz:

p_Ai + p_Bi = p_Af + p_Bf

Essa equação enfatiza que o momento combinado após a colisão é o mesmo que era antes da colisão.

Aplicações exemplares

Considere o jogo de sinuca. Quando a bola branca atinge a bola 8 parada, o momento é transferido da bola branca para a bola 8, fazendo com que ela acelere. Vamos examinar isso usando uma ilustração simplificada:

bola branca Bola 8

Neste cenário, se o momento inicial total do sistema for dado como o momento das bolas brancas em movimento após a colisão, cada bola compartilhará esse momento ajustado pela direção e massa.

Movimento em diferentes dimensões

O momento linear é uma quantidade vetorial, o que significa que possui magnitude e direção. Em muitos problemas, especialmente problemas envolvendo física que ocorrem em mais de uma dimensão, é importante decompor o momento em seus componentes. Considere um carro subindo uma colina; seu momento deve ser calculado nos componentes horizontal e vertical:

Conduzir

Força impulsiva e momento

Ao discutir mudanças no momento, as forças aplicadas ao longo do tempo, conhecidas como impulso, são importantes. O impulso J está relacionado à mudança de momento pela fórmula:

J = Δp = F * Δt

Onde:

  • Δp é a mudança no momento.
  • F é a força aplicada.
  • Δt é o período de tempo durante o qual a força é aplicada.

Exemplo prático: segurança em automóveis

Os princípios de impulso e momento são importantes na concepção de automóveis, especialmente para garantir a segurança dos passageiros durante acidentes. Períodos mais longos de impacto (zonas de deformação suave) reduzem a força sentida pelos passageiros, o que mostra o uso prático dos conceitos de momento.

Conclusão

O momento linear é fundamental para entender e analisar o movimento na mecânica clássica. Sua conservação fornece insights importantes sobre o comportamento de objetos em colisão e sistemas onde forças são aplicadas. Compreender o momento não só ajuda a entender como o mundo físico opera, mas também contribui para muitas aplicações práticas na vida cotidiana, desde o projeto de segurança veicular até estratégias atléticas.


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