4ª ficha
Momento linear, impulso e colisões.
1 - Uma bala de massa m é disparada sobre um bloco
de madeira de massa M suspenso (o bloco constitui
um pêndulo) e inicialmente em repouso. A colisão é
completamente inelástica. Depois do impacto da
bala, o bloco oscila, atingindo uma altura máxima.
Dados y, M e m qual é a velocidade inicial da bala?
2 – Uma bala de 4g deslocando-se horizontalmente a uma velocidade de 400m/s é
disparada contra um bloco de madeira de massa 0.8kg assente numa superfície
horizontal e inicialmente em repouso. A bala atravessa o bloco e emerge com uma
velocidade 120m/s. O bloco desliza 45cm na superfície
a) Qual o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície?
b) Qual o decréscimo de energia cinética da bala?
c) Qual é a energia cinética do bloco no instante após a bala o atravessar?
3 – Um disco de hóquei está parado numa superfície de gelo quando sofre o embate de
um segundo disco com a mesma massa. O segundo disco desloca-se a uma velocidade
de 15m/s e, após o embate é deflectido de 25º da direcção inicial. Admitir que a
colisão é perfeitamente elástica. Determinar a velocidade final de cada disco e a
direcção da velocidade do disco inicialmente em repouso após a colisão.
4 – Um carrinho dos caminhos de ferro desloca-se em carris horizontais sem atrito. O
carro tem massa total de 200kg e desloca-se a 5m/s de oeste para este. Achar a
velocidade final do carrinho em cada caso, admitindo que ele não sai dos carris, nos
seguintes casos:
a) uma massa de 25kg é atirada para o lado do carro com uma velocidade de 2m/s
relativamente à velocidade inicial do carro.
b) uma massa de 25kg é atirada para trás com velocidade 5m/s relativamente à
velocidade inicial do carro.
c) uma massa de 25kg é atirada para dentro do carro com velocidade 6m/s
relativamente ao solo e com sentido contrário à velocidade do carrinho.
5 – Uma pedra de 0.1kg está assente numa superfície sem atrito. Uma bala de 6g
desloca-se na horizontal com uma velocidade de 350ms, bate na pedra e sai com um
ângulo de 90º relativamente à direcção original e uma velocidade de 250m/s.
a) Calcular o módulo e a direcção da velocidade da pedra depois do embate.
b) A colisão será perfeitamente elástica?
6 – Um homem está numa plataforma apoiada em gelo. Admitindo que não há atrito
entre a plataforma e o gelo, e que a plataforma tem um peso cinco vezes superior ao
do homem, se este se deslocar para a frente com uma velocidade de 2m/s
relativamente ao gelo, qual será a velocidade (relativamente ao gelo) da plataforma?
7 – Uma carroça com 2 caixas de ouro
e com uma massa total de 300kg
solta-se dos cavalos que a puxam 50m
acima de uma subida que faz um
ângulo de 6º com a horizontal. O plano
dos bandidos é deixar a carroça
seguir e cair por um precipício. No
entanto, no caminho há uma árvore que dista 40m do precipício. Dessa árvore caem, na
vertical, dois polícias de massas respectivamente 75 e 60kg para dentro da carroça.
a) Se forem necessários 5s para agarrar o ouro e saltar, conseguirão os polícias
fazê-lo antes de cair? (considerar que não há atrito)
b) Quando os dois heróis entram na carroça há ou não conservação de energia
cinética do sistema?