Física Geral - FFG501 -- semana 5

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Física Geral - FFG501 - 
semana 5
PERGUNTA 1
1. Uma bola de futebol (450 g) viajava inicialmente com velocidade vetorial -2î(m/s) na direção de um jogador. Após ser chutada por esse jogador, a bola passou a ter uma velocidade vetorial igual a  (m/s). Supondo que o contato entre o pé do jogador e a bola foi de 9 ms. Qual foi a força vetorial que o jogador aplicou à bola?
1,25 pontos   
PERGUNTA 2
1. A variação na quantidade de movimento pode ser experimentada em uma colisão: independentemente de o carro ter airbags, ou não, ela será a mesma. O airbag permite que você experimente a variação da quantidade de movimento em um intervalo de tempo maior. A força máxima exercida sobre os passageiros e as chances de se machucar são reduzidas. Quando duas partículas colidem, as forças de colisão podem variar de forma muito complexa. Fazer uma análise da situação usando a Segunda Lei de Newton é complexo, mas, independentemente da complexidade da dependência temporal das forças, elas são sempre internas ao sistema formado pelas duas partículas.
 
A respeito das colisões, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a(s) Verdadeira(s) e (F) para a(s) Falsa(s).
 
I. (  ) Uma colisão inelástica pode ser definida como aquela em que a energia cinética é conservada, embora a quantidade de movimento total do sistema não seja conservada.
II. (  ) Quando dois objetos colidem e permanecem juntos após a colisão, há uma transformação da máxima porcentagem possível da energia cinética inicial. Diz-se que a colisão é perfeitamente inelástica.
III. (  ) Uma colisão elástica é entendida como aquela em que a energia cinética e a quantidade de movimento são conservadas. Colisões reais no mundo macroscópico e entre duas bolas de bilhar, por exemplo, são somente aproximadamente elásticas.
IV. (  ) Colisões elásticas e perfeitamente inelásticas são casos limites. Há um grande número de colisões possíveis que se enquadram no intervalo entre esses dois limites.
 
As afirmativas I, II, III e IV são, respectivamente:
	
	a.
	V, F, F, V.
	
	b.
	F, F, V, V.
	
	c.
	V, V, F, F.
	
	d.
	V, F, V, F.
	
	e.
	F, V, V, V.
1,25 pontos   
PERGUNTA 3
1. A figura a seguir ilustra um choque elástico que ocorreu com duas bolas de bilhar. O choque não foi central, visto que após a colisão, cada bola viaja em direção diferente da horizontal.
Antes da colisão, a bola A movimentava-se com velocidade de 10 m/s e a bola B estava em repouso. Após a colisão, a bola A passou a movimentar-se com 10 m/s numa direção de 30o com a horizontal e a bola B com uma velocidade e direção desconhecida, nomeadas na figura por v’B e β, respectivamente. As bolas possuem massas iguais a 200 g. Os valores de v’B e β são, respectivamente, aproximadamente iguais a:
 (Use a calculadora para os cálculos).
	
	
	5,18 m/s e –14,6º
	
	
	5,18 m/s e 75º
	
	
	5,18 m/s e 14,6º
	
	
	nenhuma das alternativas
	
	
	5,18 m/s e -75º
1,25 pontos   
PERGUNTA 4
1. Uma bola de tênis (m = 60 g) move-se em uma direção de 60º com a horizontal com velocidade igual a 10 m/s até chocar-se com uma parede. Após a colisão, a bola viaja com 10 m/s, em uma direção fazendo também 60º com a horizontal. O vetor impulso aplicado pela parede à bola é igual a:
(Use cos60º=0,5 e sen60º=0,87.)
1,25 pontos   
PERGUNTA 5
1. Duas bolas (A) e (B) de diâmetros iguais, mas feitas de materiais diferentes, entram em colisão (central) elástica. A bola (A), de massa igual a 200 g, viaja com velocidade de 10 m/s em direção à bola (B), de massa desconhecida, que se encontra em repouso. Após a colisão, a bola (A) passa a ter velocidade igual a 5 m/s e viaja no sentido oposto ao seu inicial. Já a bola (B) viaja na mesma direção e sentido que havia a bola A, antes da colisão, com velocidade igual 2 m/s. Qual é a massa da bola B?
	
	
	0,5 kg
	
	
	2 kg
	
	
	1,5 kg
	
	
	Nenhuma das demais alternativas está correta.
	
	
	1 kg
1,25 pontos   
PERGUNTA 6
1. A quantidade de movimento, momento linear ou ímpeto é uma grandeza física fundamental do tipo vetorial que descreve o movimento de um corpo em qualquer teoria mecânica. Na mecânica clássica, a quantidade de movimento é entendida como o produto da massa do corpo e da velocidade dele em um certo momento.
 
Considere que duas bolas de sinuca colocadas sobre uma mesa colidem uma com a outra. Assinale a alternativa que exibe corretamente o que acontece com o movimento das bolas.
	
	a.
	A quantidade de movimento do sistema formado pelas duas bolas não muda.
	
	
	b.
	A quantidade de movimento do sistema formado pelas duas bolas se anula.
	
	c.
	A quantidade de movimento do sistema formado pelas duas bolas aumenta.
	
	d.
	A quantidade de movimento do sistema formado pelas duas bolas diminui.
	
	e.
	A quantidade de movimento das duas bolas é a mesma.
1,25 pontos   
PERGUNTA 7
1. É definido como o momento linear ou a quantidade de movimento de um objeto de massa  que se move com uma velocidade como produto da própria massa vezes a velocidade. Esse conceito é usado para denotar a inércia em movimento. Trata-se de uma grandeza física vetorial, porque a velocidade é um vetor. A direção é ao longo de .
 
Considere um automóvel de massa  que percorre uma trajetória reta e horizontal com velocidade de . Assinale a alternativa que apresenta corretamente a quantidade de movimento.
 1,25 pontos   
PERGUNTA 8
1. O momento linear de um corpo em movimento pode ser grande se a massa dele for grande. Se um corpo está em repouso, o momento linear dele é zero. Como o movimento é produzido por forças, se a massa é constante, o momento linear pode ser relacionado com a força  agindo sobre a partícula a partir da Segunda Lei de Newton.
 
Diante do conteúdo apresentado, considere um ciclista com massa de 65 kg que consegue percorrer 45 m em 15 segundos com uma velocidade constante. Se a bicicleta pesa 4 kg, assinale a alternativa que exibe corretamente a intensidade do momento como um todo.
PERGUNTA 6
1. Quando chutamos uma bola, damos um golpe ou quicamos uma bola contra uma parede, estamos aplicando uma força durante um período de tempo a um corpo. Assim, dizemos, comumente, que aplicamos um impacto ao corpo. Uma nova quantidade física associada à massa e à velocidade do objeto é definida como a quantidade de movimento que relaciona a massa do corpo à velocidade. Trata-se de uma magnitude vetorial. Essas duas grandezas podem ser igualadas. Além disso, essa relação nos diz que o impulso aplicado a um corpo é igual à variação da quantidade de movimento do corpo.
 
Considere um corpo com massa de 10 kg que se move com uma velocidade de 25 m/s. Ele recebe uma força de 5.000 N por 10 milissegundos na mesma direção e sentido de movimento. Assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade do corpo após a aplicação da força.
PERGUNTA 1
1. Três discos de hóquei idênticos, possuindo ímãs que se repelem, estão sobre uma mesa de ar horizontal. Eles são mantidos unidos e a seguir são libertados simultaneamente. O módulo da velocidade em cada instante é sempre o mesmo para os discos. Um deles se move no sentido leste para o oeste. O ângulo da direção do movimento de cada um dos outros dois discos, após a liberação é igual a:
PERGUNTA 8
1. Quando chutamos uma bola, damos um golpe ou quicamos uma bola contra uma parede, estamos aplicando uma força durante um período de tempo a um corpo. Assim, dizemos, comumente, que aplicamos um impacto ao corpo. Uma nova quantidade física associada à massa e à velocidade do objeto é definida como a quantidade de movimento que relaciona a massa do corpo à velocidade. Trata-se de uma magnitude vetorial. Essas duas grandezas podem ser igualadas. Além disso, essa relação nos diz que o impulso aplicado a um corpo é igual à variação da quantidade de movimento do corpo.
 
Considere um corpo com massa de 10 kg que se move com uma velocidade de 25 m/s. Ele recebe uma força de 5.000 N por 10 milissegundos na mesma direção e sentido de movimento. Assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade do corpo após a aplicação da força.PERGUNTA 6
1. Por definição, o impulso é o produto da força aplicada em um corpo e do tempo de duração. O impulso de qualquer componente ou força cuja direção é constante é, geralmente, representado graficamente. Os tempos permanecem na abscissa, enquanto as forças se encontram na ordenada. A área sob a curva, entre as coordenadas correspondentes a t1 e t2, é igual ao impulso da força durante esse intervalo.
 
Considere um bloco que se move em linha reta a partir da ação de uma força resultante de . A força atua a partir do instante t1 igual a  até o instante t2 igual a . Além disso, no tempo t1, a quantidade de movimento é de . Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da quantidade de movimento q2. 
PERGUNTA 5
1. A definição concreta de momento linear varia de acordo com a formulação mecânica. Na mecânica newtoniana, o momento é definido para uma partícula. Ele é entendido simplesmente como o produto da massa da partícula vezes a velocidade dela. Já em mecânica lagrangiana ou hamiltoniana, formas mais complexas são admitidas em sistemas de coordenadas não cartesianas. Por sua vez, na teoria da relatividade, a definição é mais complexa, mesmo quando são usados ​​referenciais inerciais. Por fim, na mecânica quântica, a definição requer o uso de operadores autoadjuntos definidos em um espaço vetor de dimensão infinita.
 
Considere uma patinadora de 63 kg em repouso que segura uma bola de 2,5 kg. Se a patinadora arremessa a bola horizontalmente com uma velocidade de 7 m/s, assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade com que a patinadora se moverá após o arremesso.