Universidade Federal da Bahia – Instituto de Física
Departamento de Física de Terra e do Meio Ambiente
Física Geral e Experimental IE – FIS121
6° lista de exercícios – Momento linear e colisões
- Se a questão não for literal, considere a aceleração da gravidade como g = 9,81 m/s2
Exercício 1: Uma mulher de 55 kg, participando de um reality show de televisão, se encontra na
extremidade sul de um bote de 150 kg que flutua em águas infestadas de crocodilos. Ela e o bote
estão inicialmente em repouso. Ela precisa saltar do bote até uma plataforma que está vários metros
além da extremidade norte do bote. Ela parte correndo. Quando chega na extremidade norte do
bote, ela está a 5,0 m/s em relação ao bote. Neste instante, qual é a sua velocidade em relação à
água?
Exercício 2: Um menino atira com sua arma de chumbinho contra um pedaço de queijo que está
sobre um bloco de gelo maciço. Para um determinado tiro, o projétil de 1,2 g fica encravado no
queijo, fazendo-o deslizar 25 cm antes de parar. Se a velocidade com que o projétil sai da arma é de
65 m/s e o queijo tem uma massa de 120 g, qual é o coeficiente de atrito entre o queijo e o gelo?
Exercício 3: Uma bola de beisebol de 0,15 kg, movendo-se horizontalmente, é atingida por um taco
e seu sentido é invertido. Sua velocidade varia de +20 m/s para -20 m/s. (a) Qual é a magnitude do
impulso transferido pelo taco à bola? (b) Se a bola está em contato com o taco por 1,3 ms, qual é a
força media exercida pelo taco sobre a bola?
Exercício 4: Um próton, de massa m, está se movendo a 300 m/s quando sofre uma colisão frontal
elástica com um núcleo estacionário de carbono de massa 12 m. Determine as velocidades do
próton e do núcleo de carbono após a colisão.
Exercício 5: Uma bala de 16 g é atirada contra um pêndulo
balístico de 1,5 kg. Quando o pêndulo está em sua altura
máxima, os fios formam um ângulo de 60° com a vertical. Os
fios têm 2,3 m de comprimento. Determine a velocidade da
bala antes do impacto.
Exercício 6: Uma bala de massa m1 é
disparada
horizontalmente,
com
velocidade v=v1i, contra um pêndulo
balístico de massa m2. Determine a
altura máxima h atingida pelo pêndulo,
se a bala atravessa seu peso e emerge
com a velocidade v/3.
Exercício 7: Um bloco pesado de madeira está sobre uma mesa horizontal plana e uma bala é
disparada horizontalmente sobre ele, ficando encravado no bloco. Qual é a distância que o bloco
percorrerá até parar? A massa da bala é 10,5 g, a massa do bloco é 10,5 kg, a velocidade de
impacto da bala é 750 m/s e o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a mesa é 0,220.
(Suponha que a bala não faça o bloco girar).
Exercício 8: Tarzan está na trilha de um estouro de uma manada de elefantes, quando Jane,
oscilando em um cipó, chega para agarrá-lo, salvando-o do perigo. O comprimento do cipó é 25 m e
a Jane inicia sua oscilação com o cipó na horizontal. Se a massa da Jane é 54 kg e a do Tarzan é
82 kg, até que altura, acima do chão, os dois oscilarão após o resgate? (Suponha o cipó na vertical,
no momento em que a Jane segura o Tarzan).
Exercício 9: Um bloco de 2,0 kg se move para a direita
com uma velocidade de 5,0 m/s e colide com um bloco
de 3,0 kg que se move no mesmo sentido a 2,0 m/s.
Após a colisão, o bloco de 3,0 kg se move para a direita
a 4,2 m/s. Determine (a) a velocidade do bloco de 2,0 kg
após a colisão e (b) o coeficiente de restituição entre os
dois blocos.
Exercício 10: Um foguete que se encontra no espaço sideral e está inicialmente em repouso em
relação a um referencial inercial tem uma massa de 2,55 × 105 kg, da qual 1,81 × 105 kg são de
combustível. O motor do foguete é acionado por 250 s, durante os quais o combustível é consumido
à taxa de 480 kg/s. A velocidade dos produtos de exaustão em relação ao foguete é de 3,27 km/s.
(a) Qual é o empuxo do foguete? (b) Após os 250 s de funcionamento do motor, quais são (b) a
massa e (c) a velocidade do foguete?
Respostas:
1) 3,7 m/s
2) 0,084
3) (a) 6 Ns; (b) 4615,4 N
4) vpróton = -253,8 m/s e vnúcleo = 46,2 m/s
5) 450,1 m/s
6) ℎ =
! !!! ! ! !!!! !
7) 13 cm
8) 3,94 m
9) (a) 1,7 m/s; (b) 0,83
10) (a) 1,57 × 106 N; (b) 1,35 × 105 kg; (c) 2079,7 m/s