Explique o princípio da conservação do momento linear total. Cite a alguns exemplos de sistemas, onde podemos aplicar conservação do momento linear total: em todas as direções e apenas na direção do eixo
. Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza! Vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos explicar o princípio da conservação do momento linear total, que é um conceito da física, mais especificamente da mecânica clássica. Além disso, devemos dar exemplos de sistemas onde esse princípio se aplica em todas as direções e em apenas na direção do eixo
. Para isso, vamos precisar entender o que é momento linear e como a conservação dele funciona.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o momento linear. O momento linear de um objeto é calculado pela fórmula:
Onde:
-
é o momento linear, -
é a massa do objeto, -
é a velocidade do objeto.
O princípio da conservação do momento linear total diz que, em um sistema isolado (onde não existe força externa agindo), o momento linear total antes de qualquer interação é igual ao momento linear total depois da interação. Em outras palavras:
Passo 3
Agora, vamos pensar em sistemas isolados. Um sistema isolado é aquele onde as forças externas são desprezíveis ou inexistentes. Nessas condições, a interação entre os objetos dentro do sistema não altera o momento linear total.
Exemplo em todas as direções:
Imagine duas bolas de bilhar colidindo em uma mesa. Se considerarmos que não há atrito nem forças externas agindo na horizontal e na vertical, o momento linear total das bolas antes da colisão será igual ao momento linear total depois da colisão em todas as direções (eixo e eixo
).
Imagine duas bolas de bilhar colidindo em uma mesa. Se considerarmos que não há atrito nem forças externas agindo na horizontal e na vertical, o momento linear total das bolas antes da colisão será igual ao momento linear total depois da colisão em todas as direções (eixo
Exemplo apenas na direção do eixo
:
Pense em um foguete no espaço que está se movendo em linha reta na direção . Se nada puxar ou empurrar o foguete de fora, o momento linear na direção
será conservado. Ou seja, o foguete continuará movendo-se com a mesma velocidade na direção
a menos que uma força externa atue sobre ele.
Pense em um foguete no espaço que está se movendo em linha reta na direção
Passo 4
Justificando os exemplos:
-
Todas as direções: No caso das bolas de bilhar, como as forças externas são negligenciáveis e as colisões ocorrem em múltiplas direções, a conservação do momento linear se aplica em todas as direções. Isso significa que tanto a componente
quanto a componente do momento são conservadas. -
Apenas na direção do eixo
: No exemplo do foguete, estamos considerando apenas o movimento na direção . Isso pode acontecer se o foguete estiver se movendo em um espaço onde as outras direções não estão envolvidas ou se estamos apenas interessados no movimento na direção . Portanto, a conservação do momento linear se aplica apenas nessa direção específica.
Resposta
O princípio da conservação do momento linear total afirma que, em um sistema isolado sem forças externas, o momento linear total permanece constante. Aplicamos esse princípio em sistemas como bolas de bilhar, onde a conservação ocorre em todas as direções, e em foguetes no espaço movendo-se unidimensionalmente, onde a conservação se dá apenas na direção do eixo
.
Exercícios relacionados
Uma partícula se move segundo o vetor posição
ande
é uma constante e
.
b) Determine os vetores velocidade e aceleração.
b) Determine os vetores velocidade e aceleração.
Uma partícula descreve uma trajetória contida num plano, sendo o vetor posição da partícula dado por:
, onde as constantes são dadas no sistema SI. Determine: © o módulo da aceleração.
Uma partícula descreve uma trajetória contida num plano, sendo o vetor posição da partícula dado por:
, onde as constantes são dadas no sistema SI. Determine: (b) o vetor aceleração;