Exemplos visuais: Vídeo de pessoas jogando sinuca e atirando (representações de sistemas isolados).
Objetivo da aula: Explicar o conceito de sistemas isolados e resolver duas questões do ENEM.
Sistemas Isolados
Definição: Um sistema de dois ou mais corpos onde não existem forças externas atuando, ou seja, a soma das forças externas é zero. As forças existentes são apenas internas.
Exemplo 1: Sinuca
Colisão entre duas bolas (bola laranja e bola preta).
Aplicação das forças internas de contato (ação e reação).
Representação vetorial da velocidade antes e depois da colisão.
Importante: A quantidade de movimento antes da colisão é igual à quantidade de movimento depois da colisão.
Conservação da Quantidade de Movimento
Fórmula:
Antes da colisão: ( m_5 imes v_5 + m_8 imes v_8 )
Depois da colisão: ( m_{5} imes v_{5}' + m_{8} imes v_{8}' )
Observação: Se a bola estava parada, a velocidade inicial é zero.
Exemplo 2: Tiro
Dinâmica: A arma empurra a bala para frente e a bala empurra a arma para trás (Terceira Lei de Newton).
Análise antes e depois do tiro:
Antes: Ambas em repouso (velocidade = 0).
Depois: Bala e arma se movem em direções opostas.
Definir sentido positivo para facilitar cálculos.
Fórmula: ( m_a imes v_a' = m_b imes v_b' ) (considerando os sinais das direções)
Exemplo 3: Explosão de Granada
Situação: Granada se divide em três pedaços ao explodir, todos resultantes das forças internas.
Conceito: A quantidade de movimento antes da explosão (zero) é igual à soma vetorial das quantidades de movimento dos fragmentos.
Representação: Desenho dos vetores definindo direção e magnitude.
Importante: Forças internas não alteram a trajetória do centro de massa do corpo.
Exercícios do ENEM
Exercício 1: Colisão de Carrinhos
Cenário: Dois carrinhos em um trilho de ar. Carrinho 1 com 150g e carrinho 2 em repouso.
Objetivo: Encontrar a massa do carrinho 2.
Dados: Velocidades e posições dos carrinhos antes e depois da colisão.
Resolução:
Determinar as velocidades antes e depois da colisão.
Utilizar a conservação da quantidade de movimento.
Calcular a massa do carrinho 2.
Resultado: Massa do Carrinho 2 = 300g
Exercício 2: Empurra da Bomba no Espaço
Cenário: Cosmonauta empurrando uma bomba no espaço (massa do cosmonauta = 90kg, massa da bomba = 360kg).
Objetivo: Encontrar a velocidade do cosmonauta após empurrar a bomba.
Dados: Velocidade da bomba após o empurrão = 0,2m/s.
Resolução:
Analisar a condição antes e depois do empurrão.
Utilizar a conservação da quantidade de movimento para determinar a velocidade do cosmonauta.
Resultado: Velocidade do Cosmonauta = 0,8m/s
Conclusão
Revisão dos conceitos e da importância de entender sistemas isolados e a conservaç ão de movimento.
Importância da prática com exercícios para fixar o conteúdo.
Preparação desde situações simples até complexas necessárias para provas como o ENEM.