exercicios_colisoes

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F´ısica I (ENP0003)
Professor: Rebeca Dourado Gonc¸alves
Aluno:
Lista de Exerc´ıcios - Coliso˜es
1. Uma pessoa de 60 kg, correndo inicialmente com uma velocidade de 4 m/s pula em um
carrinho de 120 kg que encontra-se inicialmente em repouso. Ao pular, a pessoa escorrega,
vindo a deslizar sobre a superf´ıcie superior do carrinho ate´ parar, ficando em repouso em
relac¸a˜o a este. O atrito entre o carrinho e o solo pode ser desprezado. Calcule a velocidade
final do sistema carrinho mais pessoa.
2. Um disco com massa de 5 kg movendo-se a 2 m/s, aproxima-se de outro disco ideˆntico
estaciona´rio sobre uma superf´ıcie de gelo, sem atrito. Apo´s a colisa˜o, o primeiro disco passa
a se mover com velocidade v1 a 30
◦ com relac¸a˜o a direc¸a˜o original de seu movimento; o
segundo disco passa a se mover com velocidade v2 a 60
◦, como na figura.
(a) Determine a velocidade v1 e v2.
(b) Esta colisa˜o e´ ela´stica?
3. Em uma partida de bilhar um taco acerta uma bola em repouso e exerce uma forc¸a me´dia
de 50 N durante 10 ms. Se a bola tiver uma massa de 0, 20 kg:
(a) Que velocidade ela tera´ imediatamente apo´s o impacto?
(b) Qual a variac¸a˜o de quantidade de movimento desta bola apo´s o impacto?
(c) Se esta bola colide frontalmente com outra que estava em repouso e, depois da colisa˜o
a primeira fica com 0, 10 m/s, qual e´ a velocidade da segunda bola?
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F´ısica I (ENP0003)
4. Uma bala de 10 g e´ disparada sobre um peˆndulo bal´ıstico de massa 990 g. Se a velocidade
inicial da bala e´ 300 m/s, qual a altura atingida pelo peˆndulo (junto com a bala) depois da
colisa˜o?
5. Um garoto de massa 30 kg esta´ esta´ inicialmente em repouso com um dos pe´s sobre o solo e
outro pe´ uma prancha de skate massa 2, 0 kg. Ao iniciar seu movimento o garoto empurra
cha˜o e coloca ambos os pe´s sobre o skate, adquirindo uma velocidade de 2 m/s para a frente.
(a) Calcule o mo´dulo do impulso que o sistema skate-garoto recebeu ao iniciar o movimento
com velocidade horizontal de 2, 0 m/s.
(b) Apo´s percorrer uma distaˆncia de 5, 0 m o garoto pula, empurrando skate para tra´s
com uma velocidade de mo´dulo 4, 0 m/s e cai com ambos os pe´s no cha˜o. Calcule a
velocidade horizontal do garoto antes de tocar o cha˜o.
6. Uma bola de massa m e velocidade ~v incide ortogonalmente sobre uma parede e volta sem
que ocorra variac¸a˜o no mo´dulo da sua velocidade. Seja ∆t o intervalo de tempo da colisa˜o.
Determine o mo´dulo da forc¸a me´dia exercida pela parede sobre a bola.
7. O mo´dulo da forc¸a me´dia exercida pelo pe´ de um jogador de futebol quando ele chuta uma
bola e´ igual a 100N. O intervalo de tempo durante o qual o pe´ permanece em contato com
a bola que e´ igual a 0, 005s. Calcule o mo´dulo da variac¸a˜o do momento linear.
8. Uma bola de pingue-pongue cai verticalmente sobre o solo com velocidade de 10 m/s. Ela
se choca com o solo e retorna com uma velocidade inicial de 8m/s. Suponha que o mo´dulo
da forc¸a me´dia exercida pela bola sobre o solo seja igual a 180N e que o tempo em que ela
fica em contato com o solo seja igual a 1ms. Calcule a massa da bola.
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