3.2 - Conservação de Momentum

A palavra momento têm vários significados em linguagem cotidiana. No entanto, para a física a palavra momento possui apenas um único significado. O momento linear de uma partícula é uma grandeza vetorial p que é definida como:

p = m v

onde m é a massa da partícula e v a sua velocidade. O adjetivo linear as vezes é omitido. Mas ele serve para distinguir p do momento angular que será   discutido na próxima seção.

Conservação do momento linear

Em um sistema isolado fechado,

(momento linear total num instante ti) = (momento linear total num instante tf)

O momento linear é uma grandeza vetorial, e como tal, a conservação se refere à três direções, mutuamente perpendiculares, como em, digamos, um sistema de coordenadas xyz. Dependendo das forças que atuam no sistema, o momento linear pode ter uma ou duas de suas componentes conservadas, mas não todas. Contudo, se a componente da força externa resultante sobre um sistema fechado ao longo de um eixo for nula, então a componente do momento linear do sistema ao longo do mesmo eixo não pode variar.

Como exemplo, suponha que você arremessa uma bolinha em uma sala. Durante se vôo, a única força externa atuante sobre a bolinha é a força gravitacional Fg direcionada verticalmente para baixo. Assim, a componente vertical do momento linear da bolinha varia, mas uma vez que nenhuma força externa horizontal atua sobre ela, a componente horizontal do momento linear não pode variar. Note que focalizamos as forças externas atuando sobre um sistema fechado. Embora forças internas possam mudar o momento linear de partes do sistema, elas não podem mudar o momento linear total do sistema.  

A simulação abaixo nos permite entender a conservação do momento linear e estudar colisões. Inicialmente a bolinha verde se encontra parada (p = 0). Você escolhe uma determinda massa e velocidade inicial e, portanto, momento linear para a bolinha vermelha.

Logo:

No inicio,

pinicio =  0 + mvvv

Após a colisão,

 pfinal = mverde vverde + mvermelhavvermelha

E pela Lei da conservação do momento linear,

pfinal = pinicio

Você pode testar esse princípio variando os parâmetros massa e velocidade das bolinhas na simulação abaixo, clicando na opção show values.

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Referências da página

https://phet.colorado.edu/pt_BR/

Fundamentos de Física 1 - Halliday e Resnick - 8ªed