Quando dois corpos interagem, significa que um faz uma força sobre o outro, a ação e reação da 3ᵃ Lei de Newton.
A interação modifica a velocidade dos corpos envolvidos, consequentemente, também modifica seus respectivos momentos lineares.
Uma colisão é um exemplo de uma interação, e normalmente acontece em um curto intervalo de tempo Δ t.
Neste intervalo de tempo, as intensidades das forças que um corpo faz sobre o outro (F e F', ação e reação) começa do zero, aumenta progressivamente, atinge um pico, diminui gradativamente até zero, quando termina a interação.
É difícil determinar a intensidade da força a cada instante durante a colisão, mas seu valor médio (força média, Fm) é fácil de determinar.
A força média Fm da interação corresponde ao módulo da ação F ou reação F' caso fossem constantes.
A força média Fm é definida como:
A equação vetorial acima mostra que a força média Fm tem a mesma direção e sentido do vetor impulso I.
Como os vetores da equação têm a mesma direção, a intensidade da força média Fm é determinada pela razão entre a intensidade do impulso e o intervalo de tempo que durou a colisão:
Exemplo 4
Um automóvel com velocidade de 72km/h (20m/s) e massa de 1200kg se choca contra um muro, parando em 0,40s, e sofrendo grande estrago.
Qual a força média que o muro fez sobre o automóvel durante a colisão?
Resolução:
1ᵒ - Precisamos determinar o impulso que o muro deu ao carro:
O momento linear inicial do carro é
O momento linear final do carro é
Então, o impulso é:
O que significa que o vetor impulso é o oposto do vetor momento linear inicial:
2ᵒ - Determinar a força média:
Como a força média tem a mesma direção e sentido do impulso, a sua intensidade é:
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