Calculadora da Conservação de Momento

A calculadora da conservação do momento da Omni ajudará você a descrever o movimento de dois objetos em colisão. Você está se perguntando o que é momento? Visite nossa calculadora de momento 🇺🇸 e descubra. Se quiser entender melhor a lei da conservação do momento ou saber mais sobre os conceitos de colisão elástica e inelástica e a diferença entre os princípios de conservação da energia cinética e de momento, este artigo está aqui para ajudar você.

Você prefere assistir ao invés de ler? Confira nossa vídeo aula sobre a conservação do momento aqui:

O princípio da conservação do momento diz que, para um sistema isolado, a soma dos momentos de todos os objetos é constante (não muda). Um sistema isolado é um sistema de objetos (pode ser, e normalmente é, mais de um corpo) que não interage com nada fora do sistema. Nesse sistema, nenhum momento desaparece: o que for perdido por um objeto é ganho pelo outro.

Imagine dois carrinhos de brinquedo em uma mesa. Vamos supor que eles formem um sistema isolado, assim, nenhuma força externa age sobre eles, e a mesa não tem atrito. Um dos carros se move a uma velocidade constante de 3 km/h e bate no segundo carrinho de brinquedo (que permaneceu parado), fazendo com que ele se mova. Você pode observar que o primeiro carro fica visivelmente mais lento após a colisão. Isso ocorreu porque algum impulso foi transferido do primeiro carro para o segundo.

A principal diferença entre os tipos de momento está relacionada a como a energia cinética do sistema se comporta. Se esse tipo de energia é familiar para você, talvez seja interessante consultar a calculadora de energia cinética da Omni e entendê-la antes de se aprofundar nos tipos de colisões.

Você pode distinguir três tipos de colisões:

• Perfeitamente elástica: em uma colisão elástica, tanto o momento quanto a energia cinética do sistema são conservados. Os corpos ricocheteiam uns nos outros. Um excelente exemplo desse tipo de colisão é entre objetos rígidos, como bolinhas de gude ou bolas de bilhar.
• Parcialmente elástica: nesse tipo de colisão, o momento é conservado e os corpos se movem em diferentes velocidades, mas a energia cinética não é conservada. No entanto, isso não significa que ela desapareça; parte da energia é utilizada para realizar trabalho (como criar calor ou deformação). Uma colisão de carro é um exemplo de colisão parcialmente elástica. Neste caso, o metal é deformado e parte da energia cinética é perdida.
• Perfeitamente inelástica: após uma colisão inelástica, os corpos ficam juntos e se movem em uma velocidade comum. O momento é conservado, mas alguma energia cinética é perdida. Por exemplo, quando uma bala de alta velocidade atinge um alvo de madeira, ela pode ficar presa dentro do alvo e continuar se movendo com ele.

Você deve notar que, embora a lei da conservação do momento seja válida em todas as colisões, a soma da energia cinética de todos os objetos muda em alguns casos. Entretanto, a energia total é sempre conservada. Essa energia é a soma das energias potencial, cinética e interna. A energia interna computa a energia perdida devido às forças dissipativas que agem sobre o movimento dos objetos em colisão, como o atrito.

Para saber mais sobre energia potencial, confira nossa calculadora de energia potencial.

Você pode usar nossa calculadora de conservação do momento para todos os casos de colisões. Para calcular as velocidades de dois objetos em colisão, basta que você siga os passos a seguir:

1. Digite as massas dos dois objetos. Vamos supor que o primeiro objeto tenha uma massa de 8 kg, enquanto o segundo pesa 4 kg.
2. Decida a velocidade com que os objetos estão se movendo antes da colisão. Por exemplo, o primeiro objeto pode se mover a uma velocidade de 10 m/s enquanto o segundo permanece parado (velocidade = 0 m/s).
3. Determine a velocidade final de um dos objetos. Por exemplo, sabemos que, após a colisão, o primeiro objeto diminuirá a velocidade para 4 m/s.
4. Calcule o momento do sistema antes da colisão. Nesse caso, o momento inicial é igual a 8 kg ⋅ 10 m/s + 4 kg ⋅ 0 m/s = 80 N⋅s.
5. De acordo com a lei da conservação do momento, o momento total deve ser conservado. O momento final do primeiro objeto é igual a 8 kg ⋅ 4 m/s = 32 N⋅s. Para garantir que não haja perdas, o segundo objeto deve ter momento igual a 80 N⋅s - 32 N⋅s = 48 N⋅s, portanto, sua velocidade é igual a 48 N⋅s / 4 kg = 12 m/s.
6. Você também pode abrir o Modo Avançado para ver como a energia cinética do sistema mudou e determinar se a colisão foi elástica, parcialmente elástica ou inelástica.

De acordo com o princípio da conservação do momento, o momento linear total de um sistema isolado, ou seja, um sistema para o qual a força externa é zero, é constante.

Para conservar o momento, não deve haver nenhuma força externa agindo sobre o sistema. Se a força externa não for nula, o momento não será conservado.

O recuo de uma arma quando disparamos uma bala é um exemplo da conservação do momento. Em ambos os casos, a bala e a arma estão em repouso antes da bala ser disparada. Quando a bala é disparada, ela se move na direção para frente. A arma se move na direção contrária para conservar o momento total do sistema.

O princípio que faz um foguete se mover é a lei da conservação do momento linear. O combustível queimado no foguete produz gás quente. O gás quente é ejetado do bocal de exaustão e segue em uma direção. O foguete segue na direção oposta para conservar o momento.