Este material cobre tópicos selecionados do HL para o curso avaliado pela primeira vez em 2026; não é o currículo completo.
Pré-requisitos: ler as quantidades e unidades declaradas, e usar aritmética e as condições do modelo abaixo.
Os exemplos são originais e fictícios: não são medições reais nem investigações reais de estudantes.
5.2
Forças, movimento e locomoção
O que explicaria esta observação?
Uma raquete desacelera uma bola de 30 para 20 metros por segundo em cinco milissegundos. O que alterou o movimento da bola foi impulso: força integrada no tempo, igual à variação de momento.
Construa o modelo
Impulso = força líquida média × tempo decorrido = variação de momento.
Uma análise biomecânica deve definir o segmento, a direção e a fase do movimento.
Força resultante e uma única força muscular não são intercambiáveis.
Um braço de alavanca mais longo altera o torque sem modificar a força aplicada.
impulso: Força integrada no tempo; igual à variação de momento.
Mesma variação de momento, 150 kg m/s: dobrar o tempo de parada reduz a força média pela metade
Escolha evidências que possam testá-lo
Utilize vídeo aprovado pelo professor de um movimento seguro com consentimento.
Calibre distância e tempo (uma referência visual); identifique os quadros consistentemente.
Evite afirmações médicas baseadas em gravação bidimensional.
No laboratório: A perspectiva da câmera pode enviesar os ângulos articulares aparentes; filme perpendicularmente ao plano de movimento e indique a posição da câmera.
Trabalhe a partir de quantidades conhecidas
Conhecido: massa da bola 0.058 kg; variação de velocidade 10 m/s durante 0.005 s.
Variação de momento = 0.058 × 10 = 0.58 kg m/s.
Força média = impulso dividido pelo tempo = 0.58 / 0.005 = 116 N.
Verificação de torque: a mesma força de agarre de 10 N, com braço de alavanca dobrado, duplica o torque no pulso.
Sua vez: O tempo de contato dobra para 0.010 s, mantendo a mesma variação de momento. O que acontece com a força média?
Verifique a conclusão e seus limites
O vídeo mostra movimento bidimensional aparente; componentes fora do plano são invisíveis.
Uma força resultante obtida do movimento não pode ser atribuída a um único músculo.
Incorreto: O acompanhamento (follow-through) indica maior força muscular. Um tempo de contato mais longo produz a mesma variação de momento com menor força média: o follow-through altera a duração do impulso, não apenas o esforço muscular.
Chave:
Impulso = força líquida média × intervalo de tempo = variação de momento.
Defina segmento, direção e fase antes de qualquer análise.
Atenção aos ângulos articulares lidos por uma câmera inclinada.
Escreva a partir de um impulso de 60 N s
Um pouso dura 0.3 s com força líquida média de 200 N.
Impulso = 200 × 0.3 = 60 N s — igual à variação total de momento, independentemente da aplicação.
Escreva a partir de uma força média de 1 200 N
A variação de momento de um saltador de 80 kg é de 240 kg m/s durante um decolagem de 0.2 s.
Impulso 240 N s sobre 0.2 s resulta em 240 ÷ 0.2 = 1 200 N força média — contato mais curto, força maior.
Escreva a partir de uma definição de fase
Defina a fase de decolagem por segmento, direção e ponto final ANTES de analisar as forças.
Por quê: a força é a taxa de variação de momento, e essa taxa depende do ponto onde a fase é declarada como terminando.
Escreva a partir de um pouso amortizado
A mesma queda pousa na espuma: o contato se estende a 0.5 s para a mesma Impulso de 100 N·s.
Força média = 100 ÷ 0.5 = 200 N — o amortecimento distribui o impulso no tempo; ele nunca o remove.
