Exercícios de Física - impulso e quantidade de movimento

Exercícios de Física - impulso e quantidade de movimento

EXERCÍCIOS DE FÍSICA

QUANTIDADE DE MOVIMENTO, IMPULSO, TEOREMA DO IMPULSO E CONSERVAÇÃO DA QUANTIDADE DE MOVIMENTO

  1. (Unifor-Ce) Dois veículos têm, num certo instante, quantidades de movimento de mesma intensidade. As massas dos veículos são 1,1 e 2,7 toneladas. Se o veículo de menor massa tem velocidade de 14m/s, qual a velocidade do outro veículo?

  1. (FCMSC-SP) Um corpo de 0,1 kg move-se em circunferência com velocidade escalar constante de 2m/s. Qual é a intensidade do impulso sofrido pelo corpo no intervalo de tempo correspondente ao percurso de 1/4 da circunferência?

  1. (UFMG) Qual é a intensidade, a direção e o sentido da força que muda a quantidade de movimento de um corpo de 4,0 kg m/s, no sentido leste-oeste, para 3,0 kg m/s, no sentido sul-norte, em 0,5 s?

  1. Dois blocos, A e B de massas 2 kg e 5 kg respectivamente, estão em repouso sobre um plano horizontal sem atritos. Entre os dois, há uma mola comprimida, encostada em suas laterais e mantida nessa posição por um fio ideal. Após o corte do fio, o bloco B adquire velocidade escalar de 3,0 m/s. Qual é, então, a velocidade escalar adquirida por A?

  1. (UFSC) Um patinador, cuja massa é de 70 kg, desliza em linha reta, sobre uma camada horizontal de gelo, a uma velocidade de 30 m/s. Durante sua trajetória ele apanha um pacote em repouso, e seguem juntos em linha reta. Sendo desprezível a força de atrito e sabendo que a velocidade final dos dois é igual a 20 m/s, calcule a massa do pacote em kg.

  1. (UMC-SP) Uma bomba de massa m, inicialmente em repouso, explode partindo-se em três fragmentos de massas m1 , m2 e m3. Os dois primeiros fragmentos possuem massas iguais a 100g e velocidades iguais a 100m/s e saem em direções perpendiculares entre si. O terceiro fragmento possui massa 200g e sai numa direção tal que a quantidade de movimento do sistema seja conservada. Calcular:

a) as quantidades de movimento dos dois primeiros fragmentos;

b) a velocidade do terceiro fragmento;

c) a quantidade de movimento do terceiro fragmento.

  1. (Unifor-Ce) Um móvel de massa igual a 3,0 kg, em movimento retilíneo, varia a sua velocidade de 5,0 m/s para 15,0 m/s em determinado intervalo de tempo. Qual o valor do impulso da força resultante sobre o corpo?

  1. (FEI-SP- modificado) Sobre um carrinho de massa 10 kg atua uma força F horizontal que varia com o tempo de acordo com a função F = 2t (SI). Sabe-se que, inicialmente, o móvel está em repouso. Construa o gráfico F x t e calcule a velocidade do carrinho para t = 10s?

  1. (UFV-MG) Um trenó, com massa total de 250 kg, desliza no gelo à velocidade de 10 m/s. Se o seu condutor atirar para trás 50 kg de carga à velocidade de 10 m/s, qual a nova velocidade do trenó?

  1. (FUVEST-SP) Sobre uma mesa horizontal de atrito desprezível, dois blocos A e B de massas M e 2 M, respectivamente, movendo-se ao longo de uma reta, colidem um com o outro. Após a colisão os blocos se mantêm unidos e deslocam-se para a direita com velocidade V, como indicado na figura. O único esquema que não pode representar os movimentos dos dois blocos antes da colisão é:

  1. (FESP-SP) Uma partícula de massa M está com energia cinética de 120J quando colide com outra de massa 2M inicialmente em repouso. Sendo a colisão totalmente inelástica, a energia cinética dissipada no ato da interação vale:

a) 40 J b) 80 J c) zero d) 30 J e) 120 J

  1. (FUVEST-SP) O problema refere-se à colisão unidimensional elástica entre dois carrinhos sobre um plano horizontal com atritos desprezíveis. O carrinho (1), de massa m1, tem velocidade inicial v e o carrinho (2), de massa m2, está parado. Depois da colisão, observa-se que os dois carrinhos têm velocidades de mesmo módulo, mas de sentidos opostos. Qual é o valor da razão m2 / m1 entre as massas dos dois carrinhos?

  1. (ITA-SP) Na figura, temos uma massa M = 132 gramas, inicialmente em repouso, presa a uma mola de constante elástica k = 1,6 . 10 4 N/m, podendo deslocar-se sem atrito sobre a mesa em que se encontra. Atira-se uma bala de massa m = 12 gramas, que encontra o bloco horizontalmente, com velocidade vo = 200 m/s, incrustando-se nele.

Qual a máxima deformação que a mola experimenta?

14) (UFBA 2006) No dia 4 de julho de 2005, coincidindo com as comemorações da independência dos Estados Unidos da América, os meios de comunicação de todo o mundo divulgaram o impacto de uma pequena nave, não tripulada, com o cometa Tempel 1. Uma animação do evento foi distribuída às emissoras de televisão e disponibilizada na rede de computadores. Alguns instantâneos dessa animação - apresentados nas figuras I, II e III - mostram respectivamente a nave ao encaminhar-se para o cometa, o instante da colisão e a cratera formada.

 

 

No dia seguinte, a imprensa internacional também divulgou que uma astróloga russa entrou com uma ação indenizatória na Justiça americana por perdas e danos. Alegava a referida senhora que a ação americana prejudicou a confiabilidade de seus mapas astrais, no momento em que modificou as condições de movimento de um corpo celeste.

Considere as informações:

- o choque foi frontal e completamente inelástico;

- o cometa, no referencial da nave, movia-se em sua direção com velocidade v(cometa) = 10km/s;

- o cometa, em forma de um paralelepípedo de dimensões 5km × 5km × 10km, tem densidade aproximadamente igual à densidade da água, d(água) = 1kg/litro;

- a nave, com massa igual a 100kg, não transportava explosivos.

Calcule a modificação na velocidade do cometa e faça um comentário sobre a alegação da astróloga russa.

15) (FCMSCSP) Em uma carta de Benjamin Franklin, como objeção à teoria corpuscular da luz, ele declarava:

"Uma partícula de luz, caminhando com velocidade de 3 x 108 m/s, deveria produzir o mesmo impacto (transferir mesma quantidade de movimento) que uma bola de canhão de massa 10 kg, animada de velocidade de 300 m/s, ao atingir a superfície da Terra."

Nessas condições, qual a massa da partícula de luz a que se referia Franklin em kg?

16) Um corpo de massa m e velocidade de módulo V colide inelasticamente com um corpo de massa 3 m que estava em repouso. Após a colisão, temos um único corpo. Qual a energia cinética perdida na colisão?

17) Suponha que o esquilo do filme “A Era do Gelo” tenha desenvolvido uma técnica para recolher nozes durante o percurso para sua toca. Ele desliza por uma rampa até atingir uma superfície plana com velocidade de 10 m/s. Uma vez nessa superfície, o esquilo passa a apanhar nozes em seu percurso. Todo o movimento se dá sobre o gelo, de forma que o atrito pode ser desprezado. A massa do esquilo é de 600g e a massa de uma noz é de 40 g.

a) Qual é a velocidade do esquilo após colher 5 nozes?

b) Calcule a variação da energia cinética do conjunto formado pelo esquilo e pelas nozes entre o início e o final da coleta das 5 nozes.

GABARITO

    1. 5,7 m/s

    2. 1,4 N.s

    3. 10 N com tg Θ = 3/4 com a horizontal.

    4. 7,5 m/s

    5. 35 kg

    6. a) 10 kg m/s b) 70 m/s c) 14 kg m/s

    7. 30 N.s

    8. 10 m/s

    9. 15 m/s

    10. d

    11. b

    12. 3

    13. 5 cm

    14. A variação da velocidade será muito pequena, não sendo alterada a trajetória do cometa e a astróloga não tem razão de reclamar.

    15. 400g

    16. 3/8 Ec0

    17. 7,5 m/s e – 7,5 J

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