Professor (a): Pedrão
Assunto:
Data: 13/11/2013
Disciplina:
Física
Lista
Impulso e Quantidade de Movimento.
Série: 1º Ano - Médio
Aluno (a):
01 - (PUC RJ/2011)
Uma colisão parcialmente inelástica ocorre entre duas
massas idênticas. As velocidades iniciais eram v1i = 5,0
m/s ao longo do eixo x e v2i = 0. Sabendo que, após a colisão, temos v1f = 1,0 m/s ao longo de x, calcule v2f após a
colisão.
a)
b)
c)
d)
e)
5,0 m/s.
4,0 m/s.
3,0 m/s.
2,0 m/s.
1,0 m/s.
02 - (UEFS BA/2011)
Uma esfera, A, com massa de 50,0g e velocidade de
8,0m/s choca-se frontalmente com outra esfera, B, que se
encontra em repouso sobre uma superfície plana e horizontal de atrito desprezível.
Sabendo-se que a massa da esfera B é de 200,0g e que o
choque é perfeitamente elástico, os módulos das velocidades das esferas A e B, após o choque, em m/s, são iguais,
respectivamente, a
a)
b)
c)
d)
e)
4,8 e 3,2.
5,0 e 3,0.
5,5 e 2,5.
5,7 e 2,3.
6,0 e 2,0.
03 - (PUC RJ/2011)
Duas massas se movendo sobre a mesma linha reta e em
sentidos opostos se chocam e ficam grudadas entre si após
a colisão. Antes da colisão, as massas e velocidades respectivas são m1 = 4,0 kg; m2 = 2,0 kg; v1 = 5,0 m/s; v2 = –
10,0 m/s.
a)
b)
c)
d)
e)
1,5 m/s
2,5 m/s
3,5 m/s
4,5 m/s
5,5 m/s
05 - (PUC RJ/2013)
Uma massinha de 0,3 kg é lançada horizontalmente com velocidade de 5,0 m/s contra um bloco de 2,7 kg que se encontra em repouso sobre uma superfície sem atrito. Após a colisão, a massinha se adere ao bloco.
Determine a velocidade final do conjunto massinha-bloco
em m/s imediatamente após a colisão.
a)
b)
c)
d)
e)
2,8
2,5
0,6
0,5
0,2
06 - (UFGD/2013)
No estacionamento de um supermercado, o veículo A, de
massa 2000 kg, colide de frente contra a lateral do veículo
B, de massa 1500 kg, que estava em repouso, conforme ilustrado na imagem a seguir.
A velocidade final em m/s do sistema das massas grudadas
é:
a)
b)
c)
d)
e)
5,0.
0,0.
15,0.
–10,0.
– 7,5.
04 - (UESPI/2011)
Uma pequena esfera está presa na extremidade de uma
haste rígida de comprimento 45 cm, articulada no ponto O
(ver figura). Ao ser liberada do repouso, com a haste horizontal, a esfera descreve o movimento mostrado na figura,
colidindo, quando a haste se encontra na vertical, com um
bloco inicialmente parado sobre uma superfície horizontal.
Considere a aceleração da gravidade 10 m/s2. Se a esfera,
de massa 100 g, entra em repouso com a colisão, qual a
velocidade do bloco de massa 200 g após o choque? (Despreze as forças dissipativas e a massa da haste, e considere
a bola e o bloco como partículas materiais.)
Imediatamente após a colisão, os dois veículos permanecem
em movimento, presos um ao outro, e sua velocidade é estimada em 4 m/s. Desconsiderando perdas por atrito, qual
era, aproximadamente, a velocidade do veículo A antes da
colisão?
a)
b)
c)
d)
e)
7 km/h
–4 m/s
25 km/h
5 m/s
14 m/s
Página: 1
07 - (UDESC/2010)
No dia 25 de julho o brasileiro Felipe Massa, piloto da
equipe Ferrari, sofreu um grave acidente na segunda parte
do treino oficial para o Grande Prêmio da Hungria de Fórmula 1. O piloto sofreu um corte de oito centímetros na altura do supercílio esquerdo após o choque de uma mola
que se soltou do carro de Rubens Barrichello contra seu
capacete. O carro de Felipe Massa estava a 280,8 km/h, a
massa da mola era 0,8 kg e o tempo estimado do impacto
foi 0,026 s. Supondo que o choque tenha ocorrido na horizontal, que a velocidade inicial da mola tenha sido 93,6
km/h (na mesma direção e sentido da velocidade do carro)
e a velocidade final 0,0 km/h, a força média exercida sobre
o capacete foi:
a)
b)
c)
d)
e)
800 N
1600 N
2400 N
260 N
280 N
08 - (UESPI/2010)
Na brincadeira de bola de gude, uma pequena bola de vidro
em movimento (bola A) colide com outra bola de vidro inicialmente parada sobre uma superfície horizontal (bola B).
O gráfico a seguir ilustra o módulo da força que uma bola
exerce sobre a outra durante a colisão. Desprezando o atrito
das bolas com a superfície e considerando que a bola A tem
massa de 5 g, a variação na velocidade da bola A devido à
colisão com a bola B, tem módulo:
a)
b)
c)
d)
e)
10 cm/s
20 cm/s
30 cm/s
40 cm/s
50 cm/s
09 - (UECE/2009)
Uma partícula de massa M e velocidade de módulo v colide com uma superfície plana, fazendo um ângulo de 30º
com a mesma. Após a colisão a partícula é refletida com
uma trajetória cuja direção também faz um ângulo de 30º
com a superfície, como ilustrado na figura ao lado.
Considerando que o módulo da velocidade da partícula continua o mesmo, após a colisão, a alteração na quantidade de
movimento da partícula na direção perpendicular à parede
devido à colisão é, em módulo, igual a:
a)
b)
c)
d)
0.
Mvsen30º.
2Mvsen30º.
2Mv.
10 - (UFTM/2009)
Na mina de carvão, um vagão carregado de minério se desprende do cabo que o mantinha parado em um trecho de
aclive, descendo aceleradamente. Mais à frente, em um trecho horizontal do trilho, choca-se com um segundo vagão
identicamente carregado, atrelando-se a este. O conjunto
passa a se mover nesse trecho horizontal com velocidade de
5 m/s. Considere desprezível qualquer força dissipativa como o atrito ou a resistência do ar.
Dados: massa de um desses vagões = 1 000 kg
aceleração da gravidade local = 10 m/s2
a)
Determine a velocidade que possuía o vagão desgovernado, momentos antes do choque com o vagão estacionado.
b) Calcule a profundidade que deve ter descido o vagão
desgovernado até o ponto em que realizou a colisão.
11 - (UFPE/2009)
A aplicação da chamada “lei seca” diminuiu significativamente o percentual de acidentes de trânsito em todo o país.
Tentando chamar a atenção dos seus alunos para as conseqüências dos acidentes de trânsito, um professor de Física
solicitou que considerassem um automóvel de massa 1000
kg e velocidade igual a 54 km/h, colidindo com uma parede
rígida. Supondo que ele atinge o repouso em um intervalo de
tempo de 0,50 s, determine a força média que a parede exerce sobre o automóvel durante a colisão.
a)
b)
c)
d)
e)
1,0 × 104 N
2,0 × 104 N
3,0 × 104 N
4,0 × 104 N
5,0 × 104 N
12 - (UEFS BA/2012)
Um carro de massa 10 toneladas parte do repouso e percorre, com aceleração constante, uma distância de 40,0m, em
10 segundos.
Sua quantidade de movimento, em kg.m/s, no final do percurso, é de
a)
b)
c)
d)
e)
4,0 · 104
6,4 ·105
8,0 · 104
8,0 · 103
8,0 · 101
13 - (UFRN/2011)
Durante a preparação para uma competição de patinação no
gelo, um casal de patinadores pretendia realizar uma acrobacia que exigia uma colisão entre eles. Para tanto, eles resolveram executar a seguinte sequência de movimentos: Inicialmente, o patinador ficaria em repouso, enquanto sua
Página: 2
companheira se deslocaria em linha reta, em sua direção,
com velocidade constante igual 10m/s e, em um dado instante, ela colidiria com ele, que a tomaria nos braços e os
dois passariam a se deslocar juntos com determinada velocidade, como previsto pala Lei de Conservação da Quantidade de Movimento. A Figura abaixo ilustra as situações
descritas no texto.
17 - (FAMECA SP/2012)
Devido a uma pane mecânica, três amigos precisaram empurrar um carro para movê-lo para um lugar seguro. A massa do veículo mais a do motorista que o guiava era de 1 000
kg.
Considere que a massa do patinador é igual a 60kg e a da
patinadora é igual a 40kg e que, para executar a acrobacia
planejada, após a colisão eles deveriam atingir uma velocidade de 5,0m/s. Considere ainda que o atrito entre os patins e a pista de patinação é desprezível.
Dado: Quantidade de movimento de um corpo: Q = mv,
onde m é a massa do corpo e v sua velocidade
O gráfico a seguir mostra como variou a força total horizontal aplicada pelos amigos sobre o veículo em função do
tempo.
Diante do exposto:
a)
Identifique qual o tipo de colisão que ocorre entre o casal
de patinadores e justifique sua resposta.
b)
A partir do cálculo da velocidade do casal após a colisão, explique se é ou não possível a realização da
acrobacia planejada por eles.
14 - (UERJ/2012)
Em uma partida de tênis, após um saque, a bola, de massa
aproximadamente igual a 0,06 kg, pode atingir o solo com
uma velocidade de 60 m/s.
Admitindo que a bola esteja em repouso no momento em
que a raquete colide contra ela, determine, no SI, as variações de sua quantidade de movimento e de sua energia cinética.
15 - (MACK SP/2013)
Em uma competição de tênis, a raquete do jogador é atingida por uma bola de massa 60 g, com velocidade horizontal de 40 m/s. A bola é rebatida na mesma direção e sentido contrário com velocidade de 30 m/s. Se o tempo de
contato da bola com a raquete é de 0,01 s, a intensidade da
força aplicada pela raquete à bola é
a)
b)
c)
d)
e)
60 N
120 N
240 N
420 N
640 N
16 - (UFPE/2013)
Uma partícula de massa 0,2kg move-se ao longo do eixo
x. No instante t = 0, a sua velocidade tem módulo 10m/s
ao longo do sentido positivo do eixo. A figura a seguir
ilustra o impulso da força resultante na direção x agindo
sobre a partícula. Qual o módulo da quantidade de movimento da partícula (em kgm/s) no instante t = 15 s?
Sabendo-se que durante todo o tempo também atuou sobre o
veículo uma força resistiva total, horizontal e constante, de
200 N, e que no instante t = 0 o carro estava parado, a velocidade atingida pelo veículo, em m/s, ao final dos 10 s em
que foi empurrado, foi de
a)
b)
c)
d)
e)
1.
2.
3.
4.
5.
TEXTO: 1 - Comum à questão: 18
Dados:
Aceleração da gravidade: 10 m/s2
Densidade do mercúrio: 13,6 g/cm3
Pressão atmosférica: 1,0x105 N/m2
Constante eletrostática: k0 = 1/40 = 9,0x109 N.m2/C2
18 - (UFPE/2012)
O martelo de ferro de 1,5 toneladas, de um bate-estaca, cai
em queda livre de uma altura de 5,0 m, a partir do repouso,
sobre uma estaca de cimento. O martelo não rebate após a
colisão, isto é, permanece em contacto com a estaca. A força exercida pela estaca sobre o martelo varia com o tempo
de acordo com o gráfico a seguir. Calcule o valor da força
máxima Fmax, em unidades de 103 N. Despreze todas as perdas de energia existentes entre o martelo e a guia, bem como com as demais engrenagens.
Página: 3
Pi = Pf  mava = (ma + mb)vab  vab =
ma va
ma  mb
=
40x10
400
=
= 4,0 m/s
40  60
100
Portanto vab = 4,0 m/s. E, assim, conclui-se que não será possível a realização da acrobacia imaginada pelo casal, uma
vez que seria necessária uma velocidade final mínima de 5,0
m/s.
14) Gab:
p = 3,6 kgm/s
Ec = 108 J
15) Gab: D
16) Gab: 52
17) Gab: D
18) Gab: 75 x 103 N
GABARITO:
1) Gab: B
2) Gab: A
3) Gab: B
4) Gab: A
5) Gab: D
6) Gab: C
7) Gab: B
8) Gab: B
9) Gab: C
10) Gab:
a) 10 m/s
b) 5 m
11) Gab: C
12) Gab: C
13) Gab:
a)
b)
Como após a colisão os dois permanecem unidos, então
trata-se de um choque perfeitamente inelástico. OU Como
o coeficiente de restituição e=0, logo o choque é inelástico.
Pela Lei de Conservação da Quantidade de Movimento
(momento linear), a quantidade de movimento inicial é
igual à final, logo a velocidade do casal após a colisão será
determinada a partir de:
Página: 4