Aplicação da Lei de Conservação do Momentum na Vida Cotidiana

Lei de conservação do momento. Algum de vocês já viu um acidente na rodovia? Para notar, a própria colisão é um exemplo de momentum. Na física, o momento de um objeto é definido como o produto da massa e da velocidade do objeto. Ou se for formulado, P = mv.

Na física, o conceito de momentum tem um papel importante, onde é conservado sob certas condições. Antes da era de Newton, o momentum era observado e sabe-se que a soma das magnitudes dos objetos em colisão é constante.

A Lei da Conservação do Momentum explica que, se dois objetos colidem, então a quantidade de diminuição no momentum em um objeto será igual à quantidade de aumento no momentum no outro objeto. Isso significa que o momento total do sistema de corpos antes da colisão é sempre igual ao momento total do sistema de corpos após a colisão.

Se prestarmos atenção, dois carros colidem um com o outro, ou seja, o carro A e o carro B. Antes da colisão, os dois carros tinham massa mA e mB com velocidade vA e vB. Os dois carros estão em uma superfície plana e têm a mesma direção de movimento.

Se a velocidade do carro A for maior do que o carro B, o carro A atingirá o carro B. Quando o carro A atingir o carro B, de acordo com a lei de Newton III, o carro A exercerá uma força de ação de FA e o carro B exercerá uma força de reação de FB. As duas forças são iguais, mas em direções opostas.

O exemplo acima é uma forma especial da lei de conservação do momento, que é especificamente para colisões entre dois objetos. Então, o que dizer da aplicação da lei da conservação do momento na vida cotidiana?

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Existem pelo menos duas aplicações da lei de conservação do momento na vida cotidiana, que podemos observar. Ambos podemos encontrar o princípio de foguetes e motores a jato. Aqui está a explicação!

O Princípio do Foguete

O princípio de propulsão do foguete satisfaz a lei da conservação do momento. No estado inicial, o sistema (foguete e combustível) está em repouso, então seu momento é zero. Depois que o gás jorra do foguete, a quantidade de movimento do sistema permanece, de modo que a quantidade de movimento do sistema antes e depois da saída do gás é a mesma.

Com base na lei da conservação do momento, a velocidade final que um foguete pode atingir depende da quantidade de combustível que o foguete pode transportar e da velocidade do jato de gás. Basicamente, essas duas quantidades são limitadas, então foguetes de vários estágios, que são vários foguetes unidos, são usados. Assim que o primeiro combustível é queimado, este foguete é lançado.

A espaçonave se move rapidamente com a massa total da aeronave e os foguetes são mais leves (porque não carregam mais o primeiro foguete). Neste segundo estágio, uma velocidade final muito mais rápida é alcançada. E assim por diante, até que todo o foguete tenha sido queimado.

Princípio dos motores a jato

Semelhante a um foguete, o princípio de funcionamento de um motor a jato também usa a lei da conservação do momento. A diferença é que o material de queima de oxigênio no foguete está no tanque do foguete, enquanto no motor a jato o oxigênio é retirado do ar circundante. Portanto, os foguetes podem funcionar no espaço, enquanto os motores a jato não. Em contraste, os motores a jato só podem funcionar na atmosfera.

Alguns dos princípios de funcionamento de um motor a jato são os seguintes:

• O ar é aspirado pela frente do motor
• Este ar é então comprimido pelo compressor
• O combustível é injetado na câmara de combustão e queimado por ar comprimido
• A explosão de gás quente é pressionada através do motor, girando a turbina por sua vez, girando o compressor
• Os gases de alta velocidade saem da parte traseira do motor com grande impulso. De acordo com a lei de conservação do momento, o momento será gerado em um motor a jato de mesma magnitude, mas na direção oposta. Em outras palavras, o motor a jato recebe impulso para frente.