FISD36_4Lista_Exercícios_ UnidadeII (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA – INSTITUTO DE FÍSICA 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA DA TERRA E DO MEIO AMBIENTE - 
DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E TEÓRICA – FISD36 
Momento Linear, Conservação de Energia e de Momento 
 
1ª Questão - Um modelo de avião com controle remoto possui momento linear dado por: 
 
Determine os componentes x, y e z da força resultante que atua sobre o avião. 
2a Questão - Em um campo de futebol com lama, um zagueiro de 110 kg se choca com 
um atacante de 85 kg. Imediatamente antes da colisão, o zagueiro se desloca com 
velocidade de 9,0 m/s do sul para o norte e o atacante se desloca com velocidade 7,0 
m/s do oeste para o leste. Qual é a velocidade (módulo, direção e sentido) com a qual os 
dois jogadores se movem juntos após a colisão? 
3a Questão - Duas partículas A e B sofrem uma colisão elástica frontal, estando a 
partícula B inicialmente em repouso antes da colisão. As massas das partículas são 
dadas por MA=30g e MB=70g e a velocidade da partícula A, antes da colisão, é dada por 
V1i=2,0m/s. 
a) Quais as velocidades das duas partículas após a colisão? 
b) Qual a velocidade do centro de massa do sistema? 
 
4a Questão – Uma moça correndo à velocidade de 3,0 m/s salta sobre um trenó de 
massa igual a 36 kg, que inicialmente estava em repouso sobre a superfície congelada 
de um lago. Considerando-se que todo o movimento se dá em apenas uma dimensão, se o 
sistema moça-trenó começa a deslizar a uma velocidade de 2,0 m/s determine: 
(a) A massa da moça; 
(b) As energias cinéticas antes e depois da colisão; 
(c) O tipo de colisão ocorrida, justificando sua resposta com base no item (b). 
5a Questão – Duas pessoas, uma de 80,0 kg e outra de 120,0 kg, estão num barco (de 
massa igual a 60,0 kg) que flutua num lago de águas tranquilas. A primeira pessoa está 
remando no centro do barco e a outra na proa, a 2,0 metros do centro. Depois de um 
certo tempo, a segunda pessoa se oferece para remar. Com o barco parado, as duas 
trocam de lugar. Nesta troca, de quanto se desloca o barco? (Despreze os efeitos da 
força horizontal da água). 
6a Questão – Em um cruzamento da cidade de Salvador, um fusca (massa 950 kg) que 
se deslocava de oeste para leste colide com uma picape (massa 1900 kg) que se 
deslocava do sul para o norte. Em virtude da colisão, os dois veículos ficaram 
engavetados e se deslocaram com velocidade escalar de 16,0 m/s na direção θ = 66° 
em relação a direção oeste-leste. Calcule o módulo da velocidade de cada veículo antes 
da colisão. (Considere que estava chovendo muito na hora da batida e despreze a força 
de atrito entre os pneus dos carros e o asfalto). 
7a Questão - Um fusquinha de 1200 kg se desloca a 12,0 m/s ao longo de um percurso 
retilíneo. Outro carro de 1800 kg, e se deslocando na mesma direção do fusquinha a 
20,0 m/s, tem seu centro de massa situado a uma distância de 40,0 m na frente do 
centro de massa do fusquinha. Determine: 
(a) A posição do centro de massa do sistema constituído pelos dois carros; 
(b) O módulo do momento linear total do sistema; 
(c) O módulo da velocidade do centro de massa do sistema. 
8ª Questão – Uma bola de bilhar com velocidade de 5,00 m/s 
colide com uma outra bola de bilhar de mesma massa, 
inicialmente em repouso. Após a colisão, a primeira bola se 
move com velocidade de 4,33 m/s, em um ângulo de 30º com 
respeito à linha do movimento. Assumindo uma colisão 
elástica e desprezando o atrito e movimento de rotação, 
encontre a velocidade (módulo e direção) da segunda bola 
após a colisão. 
9ª Questão - Uma bala de massa m é disparada contra um bloco de massa M inicialmente 
em repouso na borda de uma mesa sem atrito de altura h (Fig. ao lado). A bala 
permanece no bloco e, após o impacto, o bloco cai a uma distância (d) da mesa.. 
Determine a velocidade inicial da bala. 
10a Questão – Uma bala de 12,0g é disparada com 
velocidade de 380 m/s sobre um pêndulo balístico com 
massa igual a 6,0kg, suspenso por uma corda de 
comprimento igual a 70,0cm. Calcule 
a) a altura vertical atingida pelo pêndulo; 
b) a energia cinética inicial da bala; 
c) a energia cinética inicial da bala e do pêndulo 
imediatamente depois de a bala ficar retida no 
pêndulo. 
11ª Questão – Na Figura abaixo, o bloco 1 de massa m1 desliza sem velocidade inicial ao 
longo de uma rampa sem atrito a partir de uma altura h=2,50 m e colide com o 
bloco 2 de massa m2=2,0m1, inicialmente em repouso. Após a colisão o bloco 2 
desliza em uma região onde o coeficiente de atrito cinético μC é 0,50 e para 
depois de percorrer uma distância (d) nessa região. Determine: 
(a) O valor da distância (d) se a colisão é elástica; 
 
(b) O valor da distância (d) se a colisão é perfeitamente inelástica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
12ª Questão – Uma bala de 5,00 g 
movendo-se com uma velocidade inicial de 
400 m/s é disparada e passa através de 
um bloco de 1,00 kg, como na Figura ao 
lado. O bloco está inicialmente em repouso 
sobre uma superfície horizontal sem 
atrito, e está conectado a uma mola com 
constante de 900 N / m. Se o bloco se 
mover 5,00 cm para a direita após o impacto, encontre: 
(a) a velocidade com que a bala emerge do bloco; 
(b) a energia mecânica convertida em energia interna na colisão. 
 
13ª Questão – Um núcleo atômico instável de massa 
17,0x10-27 kg inicialmente em repouso, se desintegra em 3 
partículas. Uma das partículas de massa 5,00x10-27 kg, se 
move ao longo do eixo y com velocidade de 6,00x106 
m/s. Outra partícula de massa 8,40x10-27 kg, se move ao 
longo do eixo x com uma velocidade de 4,00x106 m/s. 
Encontre: 
(a) a velocidade (vetor) da terceira partícula; 
(b) o aumento de energia cinética total no processo. 
 
14ª Questão - Considere um sistema de duas partículas no plano xy: m1 = 2,00 kg está no 
local r1 = (1,00 i + 2,00 j) e tem uma velocidade de v1 = (3,00 i + 0,500 j) m / s; 
m2 = 3,00 kg está em r2 = (-4,00 i - 3,00 j) me tem velocidade v2 = (3,00 i - 
2,00 j) m / s. 
(a) Faça um diagrama dessas partículas em um gráfico ou papel milimetrado. Desenhar 
seus vetores de posição e mostrar suas velocidades. 
(b) Encontre a posição do centro de massa do sistema e marcar no diagrama. 
(c) Determine a velocidade do centro de massa e também mostrá-la no diagrama. 
(d) Qual é o momento linear total do sistema? 
15ª Questão – Temos uma bola de massa de 0,200 kg tem uma velocidade de 150 i m/s; e 
uma segunda bola de massa de 0,300 kg com uma velocidade de -0,400 i m/s. Elas se 
encontram em uma colisão elástica frontal. 
(a) Encontre suas velocidades após a colisão. 
(b) Encontre a velocidade de seu centro de massa antes e após a colisão. 
 
 
 
 
Gabarito – 4ª Lista de Exercícios 
 
1ª Questão - Fz = 0 
 Fx = (-1,50N/s) t e Fy = 0,25 N 
2a Questão - Vf = 3i + 5j ou v = 
5,9m/s com ϴ = 59˚ 
3a Questão - 
(a) VA = -0,8 m/s e VB = 1,2 m/s 
(b) VCM = 0,6 m/s 
4a Questão – 
(a) M = 72kg 
(b) Eci = 324 J e Ecf = 216 J 
(c) Inelástica, porque a energia 
cinética não se conserva. 
5a Questão – x = 0,307 m 
6a Questão – Vif = 19,5 m/s e Vip = 
21,9 m/s 
7a Questão - 
(a) 24,0m a frente do fusca ou 16,0m 
atrás do carro 
(b) 50.400 kg.m/s 
(c) 16,8m/s 
8ª Questão – |v| = 2,50 m/s e θ = - 
60º 
9ª Questão - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10a Questão – 
(a) h = 2,8cm 
(b) Ec = 866,4J 
(c) Ec = 1,73J 
11ª Questão – 
(a) d = 2,23m 
 (b) d = 0,56m 
12ª Questão – 
(a) v = 100 m/s 
(b) ΔE = -374 J, ou houve uma perda de 
energia de 374 J. 
13ª Questão – 
a) V = (-9,33x106 i – 8,33x106 j) m/s 
(b) Ec = 4,39x10-13 J 
 
14ª Questão -. 
(a) Diagrama das partículas com seus 
vetores de posição e suas velocidades. 
(b) rCM = (-2,00 i -1,00 j) m 
(c) vCM = (3,00 i -1,00 j) m/s 
(d) P = (15,0 i - 5,00 j) kg .m/s 
15ª Questão 
(a) v1f = -0,78 i m/s e v2f = 1,12 i m/s 
(b) vCM = (0,360 i) m/sBom Estudo!