2da Lista FMII Aulas 3 e 4

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2ª Lista - Fenômenos Mecânicos II 
1) Um homem de 91 kg em repouso em uma superfície horizontal de atrito desprezível 
arremessa uma pedra de 68 g com uma velocidade horizontal de 4 m/s. Qual é a 
velocidade do homem após arremesso? R: 2,989x10-3 m/s 
2) Um taco de sinuca atinge uma bola, exercendo uma força média de 50 N em um 
intervalo de 10 ms. Se a bola tivesse massa de 0.20 kg, que velocidade ela teria após o 
impacto? R: 2,5 m/s 
3) A força sobre um objeto de 10 kg aumenta uniformemente de zero a 50 N em 1 s. Qual 
é a velocidade final do objeto se ele partiu do repouso? R: 2,5 m/s 
4) Duas esferas de titânio se aproximam com a mesma velocidade escalar e sofrem uma 
colisão elástica frontal. Após a colisão, uma das esferas, cuja massa é 300 g, 
permanece em repouso. (a) Qual é a massa da outra esfera? (b) Qual é a velocidade do 
centro de massa das duas esferas se a velocidade escalar inicial de cada esfera é de 2,0 
m/s. R: (a) 100 g (b) 1 m/s 
5) Uma força com valor médio de 1200 N é aplicada a uma bola de aço de 0,40 kg, que 
se desloca a 14 m/s, em uma colisão que dura 27x10-3 s. Se a força estivesse no 
sentido oposto ao da velocidade inicial da bola, encontre a velocidade final da bola. R: 
67 m/s 
6) O bloco 1 de massa m1 desliza em um piso sem atrito e sofre uma colisão elástica 
unidimensional com o bloco 2 de massa m2=3m1. Antes da colisão, o centro de massa 
do sistema de dois blocos tinha uma velocidade de 3,0 m/s. Qual é a velocidade (a) do 
centro de massa e (b) do bloco 2 após a colisão? R: (a) 3 m/s (b) 6 m/s 
7) 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 30° ao norte do leste a 5 m/s. Qual era a velocidade escalar do balde antes da 
explosão? R: 3,5 m/s 
8) Uma bala de 5,20 g que se move a 672 m/s atinge um bloco de madeira de 700 g 
inicialmente em repouso sobre uma superfície sem atrito. A bala atravessa o bloco e 
sai do outro lado com a velocidade reduzida para 428 m/s. (a) Qual é a velocidade 
final do bloco? (b) Qual é a velocidade do centro de massa do sistema bala-bloco? R: 
(a) 1,8 m/s (b) 4,96 m/s 
9) Um trenó em forma de caixa de 6 kg está deslocando-se sobre o gelo a uma velocidade 
de 9 m/s, quando um pacote de 12 kg é largado de cima para dentro dele. Qual é a 
nova velocidade do trenó? R: 3 m/s 
10) Na Figura parte (a), uma bala de 3,50 g é disparada horizontalmente contra dois blocos 
inicialmente em repouso sobre uma mesa sem atrito. A bala atravessa o bloco 1 (com 
1,20 kg de massa) e fica alojado no bloco 2 (com 1,80 kg de massa). Os blocos 
terminam com velocidades v1=0,630 m/s e v2=1,4 m/s (Ver Figura parte (b)). 
Desprezando o material removido do bloco 1 pela bala, encontre a velocidade da bala 
(a) ao sair do bloco 1 e (b) ao entrar no bloco 1. R: (a) 721 m/s (b) 937 m/s 
 
11) Um corpo de massa de 3 kg, movendo-se com uma velocidade inicial de 5i m/s, colide 
e fica junto com um corpo de massa 2 kg com uma velocidade inicial de -3j m/s. 
Encontre a velocidade final do conjunto. R: (3i -1,2j) m/s 
12) Uma bola de aço de 3 kg bate em uma parede com uma velocidade escalar de 10 m/s a 
um ângulo = 60° com a superfície. Ela quica e recua com a mesma velocidade 
escalar e mesmo ângulo. Se a bola fica em contato com a parede por 0,2 s, qual é a 
força média exercida pela parede sobre a bola? R: 260 N 
13) Dois blocos de massas m1=2 kg e m2=4 kg são liberados do repouso a uma altura 
h=5m em uma pista sem atrito, como mostrado na Figura. Quando eles se encontram 
na porção plana da 
pista, sofrem uma 
colisão frontal 
elástica. Determine as 
alturas máximas às 
quais m1 e m2 sobem 
na porção curva da pista após a colisão. R: m1: 13,9 m ; m2:0,556 m 
14) Uma bala de massa m é atirada contra um bloco de massa M inicialmente em repouso 
na beira de uma 
mesa sem atrito de 
altura h. A bala 
permanece no bloco, 
e depois do impacto 
o bloco aterrissa a 
uma distância d da 
parte inferior da mesa. Determine a velocidade escalar inicial da bala. R: (
𝑀+𝑚
𝑚
)√
𝑔𝑑2
2ℎ