3. Força Média

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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