Momento Linear - Impulso e Colisões (enunciado)

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Lista - Momento Linear, Impulso e Colisões
Na figura abaixo, temos três barras finas e uniformes, cada uma de comprimento L = 22 cm, formam um U invertido. Cada barra vertical tem massa de 14 g; a barra horizontal tem massa de 42 g. Quais (a) a coordenada x e (b) a coordenada y do centro de massa do sistema?
A figura abaixo mostra uma placa composta de dimensões d1 = 11 cm, d2 = 2,8 cm e d3 = 13 cm. Metade da placa é feita de alumínio (massa especifica = 2,7 g/cm3) e a outra metade de ferro (massa especifica = 7,85 g/cm3). Determine (a) a coordenada x, (b) a coordenada y e (c) a coordenada z do centro de massa da placa.
Um canhão dispara um projétil com uma velocidade inicial v0 = 20 m/s em ângulo ( = 60° com a horizontal. No topo da trajetória, o projétil explode em dois fragmentos de massas iguais. Um fragmento, cuja velocidade imediatamente após a colisão é zero, cai verticalmente. Suponha que o terreno é nivelado e despreze a resistência do ar. A que distância do canhão cai o outro fragmento?
A figura abaixo mostra uma bola de beisebol de 0,3 kg imediatamente antes de colidir com um taco. Imediatamente antes a bola tem uma velocidade v1 de módulo 12 m/s e ângulo θ1 = 35º. Imediatamente depois a bola se move para cima na vertical com uma velocidade v2 de módulo 10 m/s. a duração da colisão é de 2 ms. Quais são (a) a módulo e (b) a orientação (em relação ao semi-eixo x positivo) do impulso do taco sobre a bola? Quais são (c) o módulo e (d) o sentido da força média que o taco exerce sobre a bola?
Na vista superior da figura abaixo, uma bola de 300 g com uma velocidade escalar v de 6 m/s choca com uma parede com um ângulo θ de 30º e ricocheteia com a mesma velocidade escalar e o mesmo ângulo. A bola permanece em contato com a parede por 10 ms. Em termos de vetores unitários, quais são (a) o impulso da parede sobre a bola e (b) a força média da bola sobre a parede?
Um balde de 4 kg que está deslizando em uma superfície sem atrito explode em dois fragmentos de 2 kg, um que se move para o norte a 3 m/s e outro que se move em uma direção 30º ao norte do leste a 5 m/s. Qual era a velocidade escalar do balde antes da explosão?
Na figura ao abaixo, o bloco 1 (com uma massa de 2 kg) está se movendo para a direita a 10 m/s e o bloco 2 (com uma massa de 5 kg) está se movendo para a direita a 3 m/s. A superfície não tem atrito, e uma mola com uma constante elástica de 1120 N/m está presa no bloco 2. Quando os blocos colidem, a compressão da mola é máxima no instante em que os blocos têm a mesma velocidade. Determine a máxima compressão da mola.
As três bolas vistas de cima na figura abaixo são iguais. As bolas 2 e 3 estão se tocando e alinhadas perpendicularmente à trajetória da bola 1. A velocidade da bola 1 tem módulo v0 = 10 m/s e está dirigida para o ponto de contato das bolas 2 e 3. Após a colisão elástica, quais são (a) o módulo e (b) a orientação da velocidade da bola 2, (c) o módulo e (d) a orientação da velocidade da bola 3 e (e) o módulo e (f) a orientação da velocidade da bola 1? (Sugestão: Sem atrito, cada impulso está dirigido ao longo da reta que liga os centros das bolas envolvidas na colisão e é perpendicular às superfícies que se tocam).
Uma bola de golfe de 0,045 kg que estava inicialmente em repouso passa a se deslocar a 25 m/s depois de receber o impulso de um taco. Se o taco e a bola permanecerem em contato durante 2 ms, qual é a força média do taco sobre a bola? O efeito do peso da bola durante seu contato com o taco é importante? Por que sim ou por que não?
Sobre uma mesa de ar horizontal sem atrito, o disco de hóquei A (com massa igual a 0,25 kg) se desloca de encontro ao disco de hóquei B (com massa igual a 0,35 kg), que inicialmente está em repouso. Depois da colisão, o disco de hóquei A possui velocidade igual a 0,12 m/s da direita para a esquerda e o disco de hóquei B possui velocidade possui velocidade igual a 0,65 m/s da esquerda para a direita. A) Qual era a velocidade do disco de hóquei A antes da colisão? B) Calcule a variação da energia cinética total do sistema ocorrida durante a colisão.
O bloco A indicado na figura abaixo possui massa igual a 1 kg, e o bloco B possui massa igual a 3 kg. Os dois blocos se aproximam, comprimindo a mola S entre eles, a seguir, o sistema é libertado a partir do repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. A mola possui massa desprezível, não está presa a nenhum dos blocos e cai sobre a mesa depois que se expande. O bloco B adquire uma velocidade de 1,2 m/s. A) Qual a velocidade final do bloco A? b) Qual foi a energia potencial armazenada na mola comprimida?
Daniel (massa de 65 kg) e Rebeca (massa de 45 kg) estão praticando patinação sobre uma pista de gelo. Enquanto está parado amarrando o cordão de seu patim, Daniel é atingido por Rebeca, que se deslocava a 13 m/s antes de colidir com ele. Depois da colisão, a velocidade de Rebeca possui módulo igual a 8 m/s e forma um ângulo de 53,1º com a direção de sua velocidade inicial. Ambos se movem sobre a superfície horizontal sem atrito da pista de gelo. A) Qual é o módulo, a direção e o sentido da velocidade de Daniel depois da colisão? B) Qual é a variação da energia cinética total dos dois patinadores em virtude da colisão?
Para proteger seus filhotes no ninho, os falcões peregrinos voam em alta velocidade contra aves de rapina (como corvos). Em um desses episódios, um falcão de 600 g que voa a 20 m/s atinge um corvo de 1,5 kg que voa a 9 m/s. O falcão atingiu o corvo em uma direção ortogonal à sua trajetória original e recuou a 5 m/s. (Esses números fora estimados pelo autor, enquanto observava esse ataque ocorrer.) a) Em que ângulo o falcão mudou a direção do movimento do corvo? B) Qual era a velocidade do corvo logo após a colisão?
Em um cruzamento da cidade de São Paulo, um carro compacto com massa de 950 kg que se deslocava de oeste para leste colide com uma picape de massa 1900 kg que se deslocava de sul para o norte e avançou o sinal vermelho (ver figura abaixo). Em virtude da colisão, os dois veículos ficam engavetados e após a colisão eles se deslocam a 16 m/s na direção a 24º nordeste. Calcule o módulo da velocidade de cada veiculo antes da colisão. Estava chovendo muito durante a colisão, e o atrito entre os veículos e a estrada pode ser desprezado.
A peça de uma máquina consiste de uma barra fina e uniforme de 4 kg, com 1,5 m de comprimento e está presa por uma dobradiça perpendicular a uma barra vertical semelhante com massa de 3 kg e comprimento de 1,8 m. A barra mais longa possui uma bola pequena, porém densa de 2 kg em uma das extremidades (ver figura abaixo). Qual a distância percorrida horizontalmente e verticalmente pelo centro de massa dessa peça, caso a barra vertical gire 90º no sentido anti-horário de modo a tornar toda a peça horizontal?
Uma pedra de 0,100 kg está em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. Uma bala de 6 g, se deslocando horizontalmente a 350 m/s, colide com a pedra e ricocheteia ao longo da superfície com velocidade de 250 m/s em uma direção ortogonal à sua velocidade inicial. A) Determine o módulo, a direção e o sentido da velocidade da pedra após o impacto. B) A colisão é perfeitamente elástica?
Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA
Pro-Reitoria de Graduação – PROGRAD
Curso: Ciência e Tecnologia
Disciplina: Mecânica Clássica
Professora: Erlania