Momento linear se traduz numa grandeza física vetorial que descreve a quantidade de movimento de um objeto. Essa grandeza vetorial teria relação com a sua velocidade de deslocamento e massa.
Também chamada de quantidade de movimento, ela é representada pela letra “Q” (maiúscula).
A realização do cálculo do momento linear usa a seguinte fórmula:
Q = m x V, onde:
- Q – Representa a quantidade de movimento do corpo, qual é mostrada em kg x m/s;
- m – Massa do objeto (expressa em quilogramas – kg);
- V – Velocidade do objeto (apresentada em metros por segundo – m/s).
Sobre a sua importância
A conservação da quantidade de movimento se trata de um princípio fundamental da física, com uma ampla gama de aplicações em variadas áreas, da mecânica clássica até a física nuclear.
Em colisões, o princípio sobre a conservação da quantidade de movimento assegura que a soma de momentos lineares dos corpos antes da colisão seria semelhante à soma dos momentos lineares dos corpos após a colisão. Isso mostra que, se não existirem forças externas atuando, então a quantidade de movimento total do sistema será constante:
No caso de colisões elásticas, a energia cinética também é mantida. Isso quer dizer que a energia cinética total de um sistema antes da colisão será similar à energia cinética total desse sistema depois da colisão. Dentre os exemplos de colisões elásticas há como citar quando duas bolinhas de gude se chocam ou quando duas bolas de tênis colidem.
Em colisões inelásticas, não existe a conservação da energia cinética. Isso revela que a energia cinética total do sistema depois da colisão é menor do que aquela energia antes da colisão.
Por fim, nas colisões parcialmente elásticas, uma parcela da energia cinética é transformada em outras formas de energia, a exemplo do calor ou som.
A conservação da quantidade de movimento ainda é usada em outras áreas da física, por exemplo:
- Mecânica quântica: aqui se aplica o princípio da conservação da quantidade de movimento visando descrever o movimento das partículas subatômicas;
- Relatividade geral: onde esse princípio já é aplicado nos sistemas com velocidades que se aproximam da velocidade da luz;
- Astronomia: por fim, há ainda a astronomia, onde o princípio da conservação da quantidade de movimento é aplicado com o foco de explicar sobre o movimento dos planetas e das estrelas.
Dissipação das forças
A relação entre momento linear e dissipação das forças está ligada à forma como as forças acometem o movimento de um objeto. A dissipação de forças se trata da perda gradativa de energia cinética num sistema por conta de forças não conservativas, como é o caso da força de atrito e a resistência do ar.
Um exemplo comum de dissipação de forças seria no caso de um pêndulo, onde duas bolas colidiriam. Nesse processo, haveria a dissipação da força pela colisão, a qual seria detectada de diferentes maneiras:
- Dissipação sonora: por conta dom som emitido depois dessa colisão;
- A dissipação mecânica: provocada pela resistência do ar.
- Também a dissipação térmica: resultado do atrito entre dessas bolas.
Outro exemplo de dissipação seria o de um carro em movimento que desacelera por conta da força de atrito que há entre os pneus e a estrada. À medida que o carro desacelera, então a quantidade de movimento (momento linear) dele reduz conforme a força de atrito age contra a direção de movimento do mesmo.
Oscilação e momento linear
A oscilação é um fenômeno comum também nos sistemas mecânicos e elétricos.
Em sistemas oscilatórios, como no caso do pêndulo ou de um circuito elétrico com um capacitor e uma bobina, o momento linear exerce um papel muito importante.
A oscilação é assinalada por um movimento repetitivo (de ida e volta) em volta de uma posição de equilíbrio. E o momento linear tem ligação com a amplitude e também a frequência de tais movimentos oscilatórios.
Efeito Compton e movimento linear
O efeito Compton se trata de uma evidência da natureza corpuscular que se tem na radiação eletromagnética. Ele é ainda é fundamental na medicina diagnóstica, onde é aplicado para a geração de imagens de tecidos moles.
No efeito Compton, um fóton com alta energia colide num elétron livre, havendo a transferência de uma parte do seu momento linear para o elétron.
O que ocorre a seguir é que o fóton é espalhado numa direção diferente, havendo também um aumento no seu comprimento de onda. E o ângulo de espalhamento desse fóton é designado através da conservação do momento linear.
No contexto do movimento linear, o efeito Compton seria entendido como a colisão entre duas partículas. A energia cinética do elétron é similar à diferença entre a energia do fóton que é incidente e a energia do fóton que foi espalhado. E ali há a passagem do momento linear do fóton incidente para o elétron e o fóton espalhado.
SOUSA, Priscila. (8 de Setembro de 2023). Momento linear - O que é, importância, conceito e definição. Conceito.de. https://conceito.de/momento-linear