Exercícios de Conservação do Momento Linear e Colisões

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Lista 7: Conservação do Momento Linear e Colisões
Data de entregue 30/10/19
Exercício 1: 
Uma bola de tênis de 60 g e com velocidade inicial de 32 m/s colide com uma parede e quica com o mesmo 
valor de velocidade. A seguinte figura representa a força da parede sobre a bola durante a colisão. Qual é o valor 
de Fmax, o máximo valor da força de contato durante a colisão?
Exercício 2:
Um deslizador de trilho de ar com massa de 600 g colide com uma mola fixa a uma das extremidades do trilho. 
A figura abaixo mostra a velocidade do deslizador e a força exercida sobre ele pela mola. Por quanto tempo o 
deslizador fica em contato com a mola?
Exercício 3:
Um vagão aberto de trem de 5.000 kg desloca-se sem atrito sobre os trilhos a 22 m/s quando começa a chover 
torrencialmente. Alguns minutos mais tarde, a velocidade do vagão baixou para 20 m/s. Qual é a massa de água 
que foi coletada pelo vagão?
Exercício 4: 
Em um experimento de laboratório, um deslizador de trilho de ar com 200 g e outro, de 400 g, são empurrados 
um em direção ao outro a partir das extremidades opostas do trilho. Eles possuem pedaços de velcro nas 
dianteiras e se grudam após colidirem. O deslizador de 200 g é empurrado com velocidade inicial de 3,0 m/s. A 
colisão faz com que ele inverta o sentido de movimento a 0,40 m/s. Qual era o valor da velocidade inicial do 
deslizador de 400 g?
Exercício 5: 
Uma pessoa de 80 kg está em pé na extremidade de um barco de 240 kg, e de 4 metros de comprimento.
a. Calcule a que distância da pessoa encontra-se o centro de massa do sistema.
b. A pessoa anda até a outra extremidade do barco. De quanto ela se deslocou em relação à água? Considere que 
o atrito entre o barco e a água é desprezível.
c. Suponha agora que a pessoa tem em suas mãos um balde de massa desprezível e com capacidade para 20 
litros. Se ela encher o balde com água, e retornar à extremidade que estava originalmente, a que distância ela 
retorna de sua posição original?
Exercício 6: 
Um núcleo 238U de urânio é radioativo. Ele sofre desintegração espontânea em um pequeno fragmento, que é 
ejetado com uma velocidade medida de 1,50x107 m/s, e em um “núcleo-filho” que sofre recuo com velocidade 
de 2,56x105 m/s. Quais são as massas atômicas do fragmento ejetado e do núcleo-filho?
Exercício 7:
Dan está deslizando com seu skate a 4,0 m/s. Subitamente, ele salta para fora do skate por trás do mesmo, 
impulsionando o skate para a frente a 8,0 m/s. Qual é o valor da velocidade de Dan ao tocar no solo? A massa de 
Dan é de 50 kg, e a do skate é de 5,0 kg. 
Exercício 8: 
Um carrinho de 500 g é liberado, partindo do repouso, 1,0 m acima da base de uma rampa sem atrito e inclinada
em 30°. O carrinho rola rampa abaixo e ricocheteia em um bloco de borracha localizado na base. A seguinte 
figura mostra a força exercida durante a colisão. Depois que o carrinho quica, que distância ele percorre subindo 
a rampa?
Exercício 9: 
Três vagões ferroviários idênticos, acoplados entre si, deslocam-se para leste a 2,0 m/s. Um quarto vagão, 
deslocando-se para leste a 4,0 m/s alcança os outros três e acopla-se a eles, formando um trem com quatro 
vagões. Um instante depois, os vagões do trem alcançam um quinto vagão que está em repouso nos trilhos, 
acoplando-se a ele para formar um trem de cinco vagões. Qual é o valor da velocidade do trem de cinco vagões?
Exercício 10: 
Uma bola de bilhar é tacada em direção leste a 2,0 m/s. Uma segunda bola, idêntica à outra, recebe uma tacada e 
sai em direção oeste a 1,0 m/s. Elas chocam-se de raspão, e não, frontalmente, desviando em 90° a segunda bola 
e mandando-a em direção norte a 1,41 m/s. Quanto vale o módulo e qual é a orientação do movimento da 
primeira bola após a colisão? Represente a orientação como um ângulo a sudeste.
Exercício 11: 
Uma bala de 10 g é disparada contra um bloco de madeira de 10 kg em repouso sobre uma mesa de madeira. 
Com a bala incrustada nele, o bloco desliza por 5 cm sobre a mesa. Qual era o valor da velocidade da bala? 
Considere o coeficiente de atrito cinético µc=0,2.
Exercício 12: 
A seguinte figura mostra uma colisão entre três bolas de argila. Astrês colidem simultaneamente umas com as 
outras e ficam grudadas juntas. Qual é o módulo e qual é a orientação do movimento da porção resultante de 
argila?
Exercício 13: 
Uma mola de constante elástica igual a 2.000 N/m é colocada entre um bloco de 1,0 kg e outro, de 2,0 kg, sobre 
uma mesa sem atrito. Os blocos são empurrados um contra o outro, comprimindo a mola em 10 cm, e depois são
liberados. Quanto valem as velocidades com que os blocos se afastam um do outro?
Exercício 14: 
Uma bola de aço de 200 g é suspensa por um barbante de 1,0 de comprimento. A bola é puxada lateralmente, até 
que o barbante forme 45° com a vertical, e depois é solta. No ponto mais baixo de sua trajetória, a bola colide 
com um peso de aço para segurar papéis, de 500 g, em repouso sobre uma mesa livre de atrito. Depois que a bola
quica, qual é o máximo ângulo que o barbante formará com a vertical?
Exercício 15: 
Uma bola de argila de 50 g desloca-se com rapidez v0 ao colidir com um tijolo de 1,0 kg, que está em repouso 
sobre uma superfície livre de atrito, grudando-se ao mesmo.
a. Qual é a rapidez do tijolo após a colisão?
b. Que percentual da energia inicial da bola é perdida nesta colisão?
Exercício 16: 
Um pacote de massa m é liberado a partir do repouso do galpão de armazenamento de uma loja e desliza sem 
atrito por uma rampa até o caminhão estacionado. Infelizmente, o motorista estacionou o caminhão sem remover
um pacote anterior, de massa 2m, que está na base da rampa.
a. Suponha que os pacotes se grudem. Qual será sua velocidade após a colisão?
b. Suponha agora que a colisão dos dois pacotes seja perfeitamente elástica. Até que altura o pacote de massa m 
subirá de volta na rampa?
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