Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 9.Exercícios e Problemas - Ex. 13
Um deslizador de trilho de ar com massa 600 g colide com uma mola fixa a uma das extremidades do fio. A FIGURA 9.13 mostra a velocidade do deslizador e a força exercida sobre ele pela mola Por quanto tempo o deslizador fica em contato com a mola?
Passo 1
O teorema impulso-momentum correlaciona a força aplicada por um determinado tempo (impulso) em um corpo com a variação da sua velocidade, que está ligada a seu momentum.
A seguinte equação descreve o teorema:
Onde e são respectivamente o impulso e o momentum do corpo. Essa equação pode ser reescrita em termo de escalares, assim:
Onde , t, e e são, respectivamente, a força aplicada, o tempo de ação da força, a massa do corpo e as velocidades inicial e final do corpo no intervalo de tempo avaliado.
Passo 2
Pelo gráfico que nos informa a velocidade, podemos verificar que e .
Pelo gráfico , conseguimos determinar uma expressão pro impulso pela área do gráfico entre a curva e o eixo . Pra essa área, de um triângulo, teremos:
Tendo essa expressão pro impulso, correlacionamos ela com o restante da expressão do teorema impulso-momentum e vamos assim determinar . Lembre de trabalhar com as unidades do sistema internacional (SI)!
Passo 3
Temos:
Esse é o tempo que o deslizador fica em contato com a mola!