Impulso

O impulso é empregado nos airbags, amortecedores de carros, luvas de boxe, para-choques e chinelos de EVA.

O impulso é uma grandeza física.

O impulso é uma grandeza física que, quando aplicada num corpo, é capaz de modificar a sua quantidade de movimento (momento linear). Ele pode ser calculado por meio do produto da força média pelo intervalo de tempo, ou pela variação da quantidade de movimento.

Resumo sobre impulso

O impulso exercido sobre um corpo é igual à variação da quantidade de movimento (momento linear) sobre ele.
A quantidade de movimento (momento linear) é uma grandeza física vetorial, assim como o impulso.
A unidade de medida do impulso é o Newton-segundo.
Podemos calcular o impulso de uma força variável ou força constante com base na área do gráfico.
A relação de impulso e força média é usada para diminuir os danos ocasionados pelas colisões.

Videoaula sobre impulso

O que é impulso?

O impulso é uma grandeza física vetorial que pode ser definida como o produto da força média aplicada sobre um corpo em um intervalo de tempo. Quando o impulso é constante, essa força média é inversamente proporcional ao tempo, de modo que, para diminuir o impacto das colisões, aumentamos o intervalo de tempo da colisão.

Por ser uma grandeza vetorial, ela precisa ser caracterizada em termos da sua orientação e intensidade, em que:

Direção: mesma do movimento do corpo.
Sentido: mesmo do movimento do corpo.
Intensidade: produto da força média pelo tempo.

De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (S.I.), a unidade de medida do impuso é o Newton-segundo, representado por N ∙ s.

Teorema do impulso e momento linear

O impulso e o momento linear estão intimamente relacionados, de modo que, ao aplicarmos um impulso em dado corpo, é possível modificar o seu momento linear. Essa relação é dada pelo teorema do impulso e momento linear, dado pela fórmula:

I = ∆p

I é o impulso, medido em Newton-segundo [N ∙ s].
∆p é a variação da quantidade de movimento ou momento linear, medida em quilograma-metro por segundo [kg ∙ m/s].

A quantidade de movimento é calculada pela fórmula:

p = m ∙ v

p é a quantidade de movimento ou momento linear, medida em quilograma-metro por segundo [kg ∙ m/s].
m é a massa, medida em quilogramas [kg].
v é a velocidade, medida em metros por segundo [m/s].

Qual a fórmula do impulso?

I = F ∙ ∆t

I é o módulo do impulso, medido em Newton-segundo [N ∙ s].
F é o módulo da força média, medido em Newton [N].
∆t é a variação de tempo, medida em segundos [s].

Gráfico de impulso

O impulso ocasionado por uma força constante ao longo do tempo é calculado com base na área sob a curva. Por exemplo, no gráfico abaixo temos a figura de um retângulo, então o impulso será igual à área do retângulo.

Gráfico para o cálculo do impulso de uma força variável

O impulso ocasionado por uma força que varia ao longo do tempo é calculado com base na área sob a curva. Por exemplo, no gráfico abaixo temos a figura de um trapézio, então o impulso será igual à área do trapézio.

Impulso e quantidade de movimento

O impulso e a quantidade de movimento estão intimamente relacionados, já que quantidade de movimento é outro nome dado ao momento linear. Dessa forma, quando aplicarmos um impulso em dado corpo, modificamos a sua quantidade de movimento.

Impulso no cotidiano

O impulso pode ser empregado em diversas situações do cotidiano para minimizar a força média aplicada sobre um corpo em colisão. Pensando nisso, selecionamos abaixo algumas delas:

airbags;
amortecedores de carros;
luvas de boxe;
para-choques;
chinelos de EVA;
chutes em esportes.

Leia também: Afinal, o que é força?

Exercícios sobre impulso

1) (Unipac) Um automóvel cuja massa é de 900 kg desenvolve velocidade de 108 Km/h (30 m/s), quando o motorista pisa bruscamente no freio e, com desaceleração constante, consegue parar após 5,0 segundos. Pode-se afirmar que a variação da quantidade de movimento do automóvel foi:

a) 5,4 ∙ 10³ N ∙ s

b) 2,7 ∙ 10⁴ N ∙ s

c) 9,7 ∙ 10⁴ N ∙ s

d) zero

Resolução:

Alternativa B

Calcularemos a variação da quantidade de movimento do automóvel por meio do teorema do impulso:

Em módulo:

2) (PUC-SP) O gráfico representa a força resultante sobre um carrinho de supermercado de massa total 40 kg, inicialmente em repouso.

A intensidade da força constante que produz o mesmo impulso que a força representada no gráfico durante o intervalo de tempo de 0 a 25s é, em newtons, igual a:

a) 2

b) 12

c) 15

d) 20

e) 21

Resolução

Alternativa E

Primeiramente, calcularemos o impulso por meio da área do trapézio:

Depois, calcularemos a intensidade da força constante que produz o mesmo impulso por meio da fórmula do impulso:

Fontes

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Mecânica (vol. 1). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Mecânica. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.