Lista de Exercícios de Física

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3ª Lista de Exercícios de Física
Física Geral I – Engenharia de Energia – UNESP
Um carro de 1400 kg, deslocando-se a 5.3 m/s, está inicialmente viajando para o norte, no sentido positivo do eixo y. Após completar uma curva a direita de 90° para o sentido positivo do eixo x em 4.6 s, o distraído motorista investe para cima de uma arvore, que para o carro em 350 ms. Em notação de vetores unitários, qual é o impulso sobre o carro (a) durante a curva e (b) durante a colisão? Qual a intensidade da força média que age sobre o carro (c) durante a colisão? (e) Qual é o ângulo entre a força media em (c) e o sentido positivo do eixo x?
Uma arma de ar comprimido atira dez chumbinhos de 2g por segundo com uma velocidade de 500 m/s, que são detidos por uma parede rígida. (a) Qual é o momento linear de cada chumbinho? (b) Qual é a energia cinética de cada um? (c) Qual é a força média exercida pelo fluxo de chumbinhos sobre a parede? (d) Se cada chumbinho permanecer em contato com a parede por 0.6 ms, qual será a força média exercida sobre a parede por cada um deles enquanto estiver em contato? (e) Por que esta força é tão diferente da força em (c)?
Um carro de 340 g de massa, deslocando-se em um trilho de ar linear sem atrito, a uma velocidade inicial de 1.2 m/s, atinge um segundo carro de massa desconhecida, inicialmente em repouso. A colisão entre eles é elástica. Após a mesma, o primeiro carro continua em seu sentido original a 0.66 m/s. (a) Qual é a massa do segundo carro? (b) Qual e a sua velocidade após o impacto? (c) Qual a velocidade do centro de massa do sistema formado pelos dois carrinhos?
Se um foguete Saturno V com uma espaçonave Apolo acoplada tem uma massa total de 2.9 × 105 kg e atinge uma velocidade de 11.2 km/s, qual a sua energia cinética neste instante?
A que distância o centro de massa do sistema Terra-Lua se encontra do centro da Terra? (Use os valores das massas da Terra e da Lua e da distância entre os dois astros que aparecem no Apêndice dos livros de física.) (b) Expresse a resposta do item (a) como uma fração do raio da Terra.
Quais são as coordenadas do centro de massa de três partículas cujas coordenadas, sejam (x1, y1) = (0, 0), (x2, y2) = (1, 2) e (x3, y3) = (2, 1), as coordenadas (em metros), das três partículas cujas respectivas massas designamos por m1, m2 e m3. (b) O que acontece com o centro de massa quando a massa da partícula de cima aumenta gradualmente?
Um velho Galaxy com uma massa de 2400 kg está viajando por uma estrada reta a 80 km/h. Ele e seguido por um Escort com uma massa de 1600 kg viajando a 60 km/h. Qual a velocidade do centro de massa dos dois carros?
Um projétil e disparado por um canhão com uma velocidade inicial de 20 m/s. O angulo do disparo é 60° em relação a horizontal. Quando chega ao ponto mais alto da trajetória, o projétil explode em dois fragmentos de massas iguais. Um dos fragmentos, cuja velocidade imediatamente após a explosão é zero, cai verticalmente. A que distância do canhão o outro fragmento atinge o solo, supondo que o terreno seja plano e a resistência do ar possa ser desprezada?
Dois sacos idênticos de açúcar são ligados por uma corda de massa desprezível que passa por uma roldana sem atrito, de massa desprezível, com 50 mm de diâmetro. Os dois sacos estão no mesmo nível e cada um possui originalmente uma massa de 500 g. (a) Determine a posição horizontal do centro de massa do sistema. (b) Suponha que 20 g de açúcar são transferidos de um saco para o outro, mas os sacos são mantidos nas posições originais. Determine a nova posição horizontal do centro de massa. (c) Os dois sacos são liberados. Em que direção se move o centro de massa? (d) Qual é a sua aceleração?
Com que velocidade deve viajar um Volkswagen de 816 kg (a) para ter o mesmo momento linear que um Cadillac de 2650 kg viajando a 16 km/h e (b) para ter a mesma energia cinética?
Suponha que sua massa é de 80 kg. Com que velocidade teria que correr para ter o mesmo momento linear que um automóvel de 1600 kg viajando a 1.2 km/h?
Um homem de 75 kg está viajando em uma carroça á 2.3 m/s. Ele salta para fora da carroça de modo a ficar com velocidade horizontal zero. Qual a variação resultante na velocidade da carroça?
O último estágio de um foguete está viajando com uma velocidade de 7600 m/s. Este último estágio é feito de duas partes presas por uma trava: um tanque de combustível com uma massa de 290 kg e uma capsula de instrumentos com uma massa de 150 kg. Quando a trava é acionada, uma mola comprimida faz com que as duas partes se separem com uma velocidade relativa de 910 m/s. (a) Qual a velocidade das duas partes depois que elas se separam? Suponha que todas as velocidades têm a mesma direção. (b) Calcule a energia cinética total das duas partes antes e depois de se separarem e explique a diferença (se houver).
Uma arma de ar comprimido atira dez chumbinhos de 2 g por segundo com uma velocidade de 500 m/s, que são detidos por uma parede rígida. (a) Qual é o momento linear de cada chumbinho? (b) Qual é a energia cinética de cada um? (c) Qual é a força média exercida pelo fluxo de chumbinhos sobre a parede? (d) Se cada chumbinho permanecer em contato com a parede por 0.6 ms, qual será a força média exercida sobre a parede por cada um deles enquanto estiver em contato? (e) Por que está força é tão diferente da força em (c)?
Dois blocos deslizam sobre uma superfície sem atrito, onde antes da colisão m1 = 1.6 kg tem velocidade inicial de 5.5 m/s e m2 = 2.4 kg tem velocidade igual 2.5 m/s. (a) Qual é a velocidade v do bloco de m1 = 1.6 kg após a colisão, considerando a velocidade de m2 após a colisão igual 4.9 m/s ? (b) Essa colisão é elástica ou inelástica, justifique sua resposta?
Um corpo de 2.0 kg de massa colide elasticamente com outro em repouso e continua a deslocar-se no sentido original com um quarto de sua velocidade original. (a) Qual é a massa do corpo atingido? (b) Qual a velocidade do centro de massa do sistema formado pelos dois corpos se a velocidade inicial do corpo de 2.0 kg era de 4.0 m/s?
Acredita-se que a Cratera do Meteoro, no Arizona, tenha sido formada pelo impacto de um meteoro com a Terra há cerca de 20.000 anos. Estima-se a massa do meteoro em 5x1010 kg e sua velocidade em 7200 m/s. Que velocidade um meteoro assim transmitiria a Terra numa colisão frontal?
Um vagão de carga de 35 t colide com um carrinho auxiliar que está em repouso. Eles se unem e 27% da energia cinética inicial é dissipada em calor, som, vibrações, etc. Encontre o peso do carrinho auxiliar.
Em um jogo de sinuca, a bola branca atinge outra inicialmente em repouso. Após a colisão, a branca desloca-se a 3.5 m/s ao longo de uma reta em ângulo de 22º com a sua direção original de movimento, e o módulo da velocidade da segunda bola é de 2 m/s. Encontre (a) o ângulo entre a direção de movimento da segunda bola e a direção de movimento original da bola branca e (b) a velocidade original da branca. (c) A energia cinética se conserva?