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Tipler, Vol. 1, 6ª Edição, Capítulo 8. 33) Tiago, um adolescente de 85 kg, salta da borda de um cais horizontal até um bote de 150 kg que flutua livremente, inicialmente em repouso. O bote, então, com o passageiro dentro, afasta-se do cais a 2 m/s. Qual era a velocidade de Tiago quando se lançou da borda do cais? 35) Um corpo de 5 kg e outro de 10 kg, ambos sobre uma mesa sem atrito, estão ligados por uma mola comprimida sem massa. A mola é liberada e os corpos são lançados em sentidos opostos. O corpo de 5 kg tem uma velocidade de 8 m/s para a esquerda. Qual é a velocidade do corpo de 10 kg? 43) Você chuta uma bola de futebol de 0,43 kg de massa. A bola abandona o seu pé com uma velocidade de 25 m/s. (a) Qual é a magnitude do impulso associado à força do seu pé sobre a bola? (b) Se seu pé mantém contato com a bola durante 8 milisegundos, qual é a magnitude da força média exercida pelo seu pé sobre a bola? 47) Uma bola de 60 gramas, movendo-se com velocidade de 5 m/s, atinge uma parede a um ângulo de 40° com a normal, rebate e volta com a mesma velocidade e o mesmo ângulo com a normal. Ela permanece em contato com a parede durante 2 milisegundos. Qual é a força média exercida pela bola sobre a parede? 49) Uma bola de 0,060 g é atirada diretamente contra uma parede com velocidade inicial de 10m/s. Ela rebate e volta com uma velocidade de 8 m/s. (a) Qual é o impulso exercido sobre a parede? (b) Se a bola está em contato com a parede por 3 milisegundos, qual é a força média exercida sobre a parede pela bola? (c) A bola rebatida é pega por uma jogadora que a leva ao repouso. No processo sua mão move-se 0,50 m para trás. Qual é o impulso recebido pela jogadora? (d) Qual é a força média exercida sobre a jogadora pela bola? 53) Um carro de 2000 kg, viajando para a direita a 30 m/s, persegue um segundo carro de mesma massa que viaja no mesmo sentido, a 10 m/s. (a) Se os dois carros colidem e permanecem engatados, qual é a sua velocidade logo após a colisão? (b) Que fração da energia cinética inicial dos carros é perdida durante a colisão? 55) Um corpo de 5 kg, com uma velocidade de 4 m/s, colide frontalmente com outro corpo, de 10 kg, que move-se de encontro a ele com 3 m/s. O corpo de 10 kg fica parado após a colisão. (a) Qual é a velocidade do corpo de 5 kg após a colisão? (a) A colisão é elástica? 69) Uma bola de 0,425 kg, com velocidade de 1,30 m/s, rola sobre uma superfície plana horizontal ao encontro de uma caixa aberta de 0,327 kg, que está em repouso. A bola entra na caixa e esta (com a bola dentro) passa a deslizar sobre a superfície, por uma distância de 0,520 m. Qual é o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a mesa? 75) Um projétil de 3 kg é disparado com uma velocidade inicial de 120 m/s a um ângulo de 30° com a horizontal. No topo de sua trajetória, o projétil explode e divide-se em dois fragmentos, de massas 1 kg e 2 kg. Decorridos 3,60 segundos da explosão, o fragmento de 2 kg chega ao chão diretamente abaixo do ponto da explosão. (a) Determine a velocidade do fragmento de 1 kg imediatamente após a explosão. (b) Determine a distância entre o ponto do lançamento do projétil e o ponto no qual o fragmento de 1 kg atinge o chão. (c) Determine a energia liberada na explosão. 81) Um bloco de 2 kg move-se para a direita com velocidade de 5 m/s e colide com um bloco de 3 kg que se move no mesmo sentido a 2 m/s. Após a colisão, o bloco de 3 kg move-se para a direita a 4,2 m/s. Determine (a) a velocidade do bloco de 2 kg após a colisão e (b) o coeficiente de restituição entre os dois blocos. 87) Um disco de 5 kg de massa, movendo-se a 2 m/s, aproxima-se de um disco idêntico que está estacionário sobre o gelo, sem atrito. Após a colisão, o primeiro disco emerge com velocidade v1 formando 30° com sua orientação original de movimento; o segundo disco emerge com velocidade v2 a 60°. (a) Calcule v1 e v2. (b) A colisão foi elástica? 89) Uma bola de 2 kg, movendo-se a 10 m/s, sofre uma colisão oblíqua com uma bola de 3 kg que está inicialmente em repouso. Após a colisão, a bola de 2 kg é defletida de um ângulo de 30° em relação à sua orientação original de movimento e a bola de 3 kg está se movendo a 4 m/s. Determine a velocidade da bola de 2 kg e a orientação da bola de 3 kg após a colisão. 101) Um carro de 1500 kg, viajando para o norte a 70 km/h, colide em um cruzamento com um carro de 2000 kg que viaja para o oeste a 55 km/h. Os dois carros ficam presos um ao outro. (a) Qual é a quantidade de movimento total do sistema antes da colisão? (b) Quais são a magnitude e a orientação da velocidade do conjunto logo após a colisão? 111) Um bloco de 1 kg (massa m) e um segundo bloco (massa M) estão inicialmente em repouso sobre um plano inclinado sem atrito, com inclinação de 30° em relação a horizontal. A massa M está apoiada sobre uma mola com constante de força igual a 11000 N/m. A distância ao longo do plano entre os dois blocos é de 4 m. O bloco de 1 kg é largado, sofrendo uma colisão elástica com o bloco maior. O bloco de 1 kg é rebatido, então, subindo até uma distância de 2,56 m ao longo do plano inclinado. O bloco de massa M atinge um repouso momentâneo a 4 cm de sua posição inicial. Determine M. 116) Uma seqüência de contas elásticas de vidro, cada uma de massa 0,5 g, sai de um tubo horizontal a uma taxa de 100 por segundo. As contas caem de uma altura de 0,5 m sobre um prato de uma balança e repicam de volta à sua altura original. Que massa deve ser colocada no outro prato da balança para manter o ponteiro no zero? Moysés, Vol. 1, 4ª edição, Cap. 9 6) Que fração f da energia cinética é transferida por uma partícula de massa m1, que se move com velocidade v, numa colisão frontal elástica com uma partícula de massa m2 inicialmente em repouso? Exprima o resultado em função da razão λ= m2/m1. Para que valor de λ a transferência é máxima? Quanto ela vale? (b) Coloca-se entre as duas partículas uma terceira de massa m3, em repouso, alinhada com m1 e m2. Mostre que a transferência de energia cinética de m1 para m2 é máxima quando m3= (m1.m2)1/2. Mostre que, para m1 ≠ m2 a presença da partícula intermediária possibilita transferir mais energia cinética de m1 para m2 do que no caso (a). Sears e Zemansky, Vol. 1, 12ª edição, Cap. 8 8.79) Uma bola de massa M que move-se horizontalmente a 5 m/s colide elasticamente com um bloco de massa 3M, que está inicialmente em repouso e suspenso do teto por um fio de 50 cm. Ache o ângulo máximo com o que o bloco oscila após ser atingido. 8.81) Uma bola de 8 kg, suspensa do teto por um fio leve de 135 cm de comprimento, é atingida em uma colisão elástica por uma bola de 2 kg que se move horizontalmente a 5 m/s imediatamente antes da colisão. Ache a tensão no fio após a colisão. 8.88) Um disco azul de hóquei com massa de 0,04 kg, deslizando com velocidade igual a 0,200 m/s sobre uma mesa horizontal de ar, sem atrito, sofre uma colisão frontal perfeitamente elástica com um disco vermelho de hóquei de massa m, inicialmente em repouso. Depois da colisão, a velocidade do disco de hóquei azul é de 0,05 m/s no mesmo sentido de sua velocidade inicial. Determine (a) o módulo, a direção e o sentido do disco de hóquei vermelho depois da colisão e (b) a massa m do disco de hóquei vermelho. 8.97) Um disco de hóquei B, inicialmente em repouso sobre uma superfície de gelo sem atrito, sofre uma colisão com outro disco de hóquei A que possui a mesma massa do primeiro. O disco de hóquei A estava inicialmente deslocando-se a 15 m/s e sofre um desvio de 25° em relação em relação à direção inicial. Considere uma colisão perfeitamente elástica. Calcule o módulo da velocidade final de cada disco de hóquei e a direção e o sentido da velocidadefinal do disco de hóquei B. 8.101) Você está em pé sobre um bloco de concreto apoiado sobre um lago congelado. Suponha que não exista atrito entre o bloco e a superfície do lago congelado. Você possui uma massa cinco vezes menor que a do bloco. Se você caminhar para a frente com velocidade de 2 m/s, com que velocidade o bloco mover-se-á em relação ao gelo? 8.102) Um projétil de 20 kg é disparado com velocidade de 80 m/s formando um ângulo de 60° acima da horizontal. No ponto mais elevado de sua trajetória o projétil explode e divide-se em dois fragmentos de mesma massa, um dos quais cai verticalmente com velocidade inicial igual a zero. Despreze a resistência do ar. 8.103) Um foguete de fogos de artifício é disparado verticalmente de baixo para cima. Na sua altura máxima de 80 m, ele explode e parte-se em dois pedaços, um com massa de 1,4 kg e outro com massa de 0,28 kg. Na explosão, 860 J de energia química convertem-se em energia cinética dos dois fragmentos. (a) Qual é a velocidade escalar de cada fragmento após a explosão? (b) É observado que que os dois fragmentos atingem o solo ao mesmo tempo. A que distância um do outro eles caem no solo? Suponha que o solo é plano e a resistência do ar é desprezível.
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