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Exercícios: Impulso, Quantidade de Movimento e Colisões 1-Em um clássico do futebol goiano, um jogador do Vila Nova dá um chute em uma bola aplicando-lhe uma força de intensidade 7.102 N em 0,1s em direção ao gol do Goiás e o goleiro manifesta reação de defesa ao chute, mas a bola entra para o delírio da torcida. Determine a intensidade do impulso do chute que o jogador dá na bola para fazer o gol. 2-Sobre uma partícula de 8 kg, movendo-se à 25m/s, passa a atuar uma força constante de intensidade 2,0.102N durante 3s no mesmo sentido do movimento. Determine a quantidade de movimento desta partícula após o término da ação da força. 3-Com base no gráfico, determine o impulso produzido pela força no intervalo de tempo de 0 a 5s. O impulso é numericamente igual à área da figura delimitada por F x t. 4- Um projétil com velocidade de 500m/s e massa 0,05kg atinge horizontalmente um bloco de madeira de massa 4,95 kg, em repouso sobre um plano horizontal sem atrito, e nele se aloja. Determine com que velocidade o conjunto bala bloco se moverá após o choque. Obs.: o momento antes é igual ao momento depois (sistema conservativo). 5-PUC-RJ) Um garoto de massa 30 kg está parado sobre uma grande plataforma de massa 120 kg também em repouso em uma superfície de gelo. Ele começa a correr horizontalmente para a direita, e um observador, fora da plataforma, mede que sua velocidade é de 2,0 m/s. Sabendo que não há atrito entre a plataforma e a superfície de gelo, a velocidade com que a plataforma se desloca para a esquerda, para esse observador, é, em m/s: a) 1,0 b) 2,0 c) 0,5 d) 8,0 e) 4,0 6-Um brinquedo consiste em um fole acoplado a um tubo plástico horizontal que se encaixa na traseira de um carrinho, inicialmente em repouso. Quando uma criança pisa no fole, comprimindo-o até o final, o ar expelido impulsiona o carrinho. Considere que a massa do carrinho seja de 300 g, que o tempo necessário para que a criança comprima completamente o fole seja de 0,2 s e que, ao final desse intervalo de tempo, o carrinho adquira uma velocidade de 8 m/s. Admitindo desprezíveis todas as forças de resistência ao movimento do carrinho, o módulo da força média (FMÉD) aplicada pelo ar expelido pelo tubo sobre o carrinho, nesse intervalo de tempo, é igual a a) 10 N. b) 14 N. c) 12 N. d) 8 N. e) 16 N. 7-Uma força de 5000 N é aplicada a um objeto de forma indefinida, produzindo um impulso de módulo 1000 N.s. Sabendo que a força é horizontal e para a direita, determine o tempo de contato da força sobre o corpo e a direção do impulso. a) 0,2 s e horizontal para a direita b) 0,4 s horizontal para a esquerda c) 0,2 s horizontal para a esquerda d) 0,6 s vertical para cima e) 0,5 horizontal para a direita 8-Marque a alternativa correta a respeito da relação entre energia cinética e quantidade de movimento. a) Tanto quantidade de movimento quanto energia cinética são grandezas escalares. b) A quantidade de movimento é a razão da energia cinética pela velocidade de um corpo. c) Essas duas grandezas não possuem nenhuma relação, pois uma é escalar e a outra é vetorial. d) A energia cinética pode ser definida por meio da razão do quadrado da quantidade de movimento pelo dobro da massa do objeto. e) A energia cinética pode ser definida por meio do produto do quadrado da quantidade de movimento pelo dobro da massa do objeto. 9-Muitos carros possuem um sistema de segurança para os passageiros chamado airbag. Este sistema consiste em uma bolsa de plástico que é rapidamente inflada quando o carro sofre desaceleração brusca, interpondo-se entre o passageiro e o painel do veículo. Em uma colisão, a função do airbag é: a) aumentar o intervalo de tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro. b) aumentar a variação de momento linear do passageiro durante a colisão, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro. c) diminuir o intervalo de tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro. d) diminuir o impulso recebido pelo passageiro devido ao choque, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro 10-Um objeto de massa 0,50kg está se deslocando ao longo de uma trajetória retilínea com aceleração escalar constante igual a 0,30m/s2. Se partiu do repouso, o módulo da sua quantidade de movimento, em kg . m/s, ao fim de 8,0s, é: a) 0,80 b) 1,2 c) 1,6 d) 2,0 e) 2,4 11-Um objeto de massa 5,0kg movimentando-se a uma velocidade de módulo 10m/s, choca-se frontalmente com um segundo objeto de massa 20kg, parado. O primeiro objeto, após o choque, recua uma velocidade de módulo igual a 2,0m/s. Desprezando-se o atrito, a velocidade do segundo, após o choque tem módulo igual a: a) 2,0 m/s b) 3,0m/s c) 4,0 m/s d) 6,0 m/s e) 8,0 m/s 12-Um corpo de massa 2,0kg é lançado verticalmente para cima, com velocidade escalar inicial de 20 m/s. Despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade com módulo g = 10 m/s2. O módulo do impulso exercido pela força-peso, desde o lançamento até atingir a altura máxima, em unidades do Sistema Internacional, vale: a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 13-Durante um jogo de futebol, um jogador chuta a bola, aplicando sobre ela uma força de intensidade igual a 5 . 102 N durante um intervalo de tempo de 0,1s. Calcule o impulso da força aplicada pelo jogador. 14-Uma força de 6 N atuando sobre um objeto em movimento altera sua quantidade de movimento em 3kg . m/s. Durante quanto tempo essa força atuou sobre esse objeto? a) 1s b) 2s c) 0,25 d) 0,50 15- O gráfico a seguir representa a variação da intensidade da força F em função do tempo: Gráfico da força aplicada sobre uma partícula em função do tempo Calcule o impulso da força no intervalo de 15s. 16-Uma bola de massa 0,5 kg é chutada para o gol, chegando ao goleiro com velocidade de 40m/s e, rebatida por ele, sai com velocidade de 30 m/s numa direção perpendicular à do movimento inicial. O impulso que a bola sofre graças à intervenção do goleiro, tem módulo, em N.s: a) 15b) 20 c) 25 d) 30 e) 35 17- Uma ema pesa aproximadamente 360N e consegue desenvolver uma velocidade de 60km/h, o que lhe confere uma quantidade de movimento linear, em kg m/s, de Dado: aceleração da gravidade = 10m/s2 a) 36. b) 360. c) 600. d) 2160. e) 3600. 18-As grandezas físicas A e B são medidas, respectivamente, em newtons (N) e em segundos (s). Uma terceira grandeza C, definida pelo produto de A por B, tem dimensão de: a) aceleração. b) força. c) trabalho de uma força. d) momento de força. e) impulso de uma força 19- A intensidade (módulo) da resultante das forças que atuam num corpo, inicialmente em repouso, varia como mostra o gráfico. Durante todo o intervalo de tempo considerado, o sentido e a direção dessa resultante permanecem inalterados. Nessas condições, a quantidade de movimento, em kg.m/s (ou N.s), adquirida pelo corpo é: a) 8. b) 15. c) 16. d) 20. e) 24. 20- Um garoto atira pedras com um estilingue, de massa 30,0 g cada uma, imprimindo-lhes, a partir do repouso, uma velocidade de 20,0 m/s. Podemos afirmar que o impulso exercido pelo estilingue sobre cada pedra tem um valor igual a: a) 0,6 kg.m/s b) 0,3 kg.m/s c) 0,1 kg.m/s d) 6,0 kg.m/s e) 3,0 kg.m/s 21- Um caminhão, parado em um semáforo, teve sua traseira atingida por um carro. Logo após o choque, ambos foram lançados juntos para frente (colisão inelástica), com uma velocidade estimada em 5m/s (18km/h), na mesma direção em que o carro vinha. Sabendo-se que a massa do caminhão era cerca de três vezes a massa do carro, foi possível concluir que carro, no momento da colisão, trafegava a uma velocidade aproximada de a) 72km/h b) 60km/h c) 54km/h d) 36km/h e) 18km/h 22- Dois patinadores inicialmente em repouso, um de 36 kg e outro de 48 kg, se empurram mutuamente para trás. O patinador de 48 kg sai com velocidade de 18 km/h. Despreze o atrito. Qual a velocidade com que sai o patinador de 36 kg? a) 12 km/h b) 24 km/h c) 36 km/h d) 48 km/h e) 60 km/h 23- Um canhão de circo de massa 100 kg atira horizontalmente uma bola de massa 5 kg com uma velocidade de 20 m/s. A velocidade de recuo do canhão imediatamente após o disparo em m/s vale: a) 1,0. b) 2,0. c) 5,0. d) 10,0. e) 20,0. 24- Dois patinadores de mesma massa deslocam-se numa mesma trajetória retilínea, com velocidades respectivamente iguais a 1,5 m/s e 3,5 m/s. O patinador mais rápido persegue o outro. Ao alcança-lo, salta verticalmente e agarra-se às suas costas, passando os dois a deslocar-se com velocidade v. Desprezando o atrito, calcule o valor de v. a) 1,5 m/s b) 2,0 m/s c) 2,5 m/s d) 3,5 m/s e) 5,0 m/s 25- A partícula neutra conhecida como méson 0K é instável e decai, emitindo duas partículas, com massas iguais, uma positiva e outra negativa, chamadas, respectivamente, méson e méson . Em um experimento, foi observado o decaimento de um 0K , em repouso com emissão do par e . Das figuras abaixo, qual poderia representar as direções e sentidos das velocidades das partículas e no sistema de referência em que o 0K estava em repouso? 26- Podemos afirmar, com relação a uma colisão elástica, que: a) temos uma colisão onde há conservação de energia, mas não há conservação de momento linear. b) temos uma colisão onde não há conservação de energia, mas há conservação de momento linear. c) temos uma colisão onde há conservação de energia. d) temos uma colisão onde não há conservação de energia e de momento linear. e) nenhuma das afirmativas acima é verdadeira. 27- Duas partículas movem-se, inicialmente, conforme a figura 1 adiante. Após colidirem, sem perda de energia, as velocidades das partículas podem ser representadas pelo diagrama: 28- No choque mecânico entre dois corpos isolados de forças externas, acontece sempre: a) repouso de um dois corpos após o choque. b) inversão de velocidades após o choque. c) separação dos corpos após o choque. d) conservação da quantidade de movimento. e) conservação da energia mecânica. 29- Suponha que, em uma partida de futebol americano, os dois jogadores que aparecem em primeiro plano na figura sofram uma colisão inelástica frontal, à mesma velocidade escalar relativamente ao solo. Nesse caso, desprezando o efeito do atrito de seus pés com o solo e da ação de forças internas, pode-se concluir que, a) em caso de massas iguais, os jogadores ficarão parados no ponto da colisão. b) independentemente do valor de suas massas, os dois jogadores ficarão parados no ponto de colisão. c) como o jogador da direita tem maior massa, eles irão se deslocar para a direita. d) não importa qual a massa dos jogadores, ambos irão recuar após a colisão. e) em função de suas massas, o jogador que tiver a maior massa recuará. 30- A esfera A de massa 1,0 kg com velocidade escalar de 12 m/s colide frontalmente com a esfera B de massa 2,0 kg que se encontra em repouso. Sabendo que a colisão é perfeitamente inelástica, calcule a velocidade escalar das esferas A e B após o choque. 31- Um corpo A de 2kg que se movimenta sobre uma superfície horizontal sem atrito, com 8m/s, choca-se com outro B de mesma massa que se encontra em repouso nessa superfície. Após o choque, os corpos A e B se mantêm juntos com velocidade de: a) 2 m/s b) 4 m/s c) 6 m/s d) 8 m/s e) 10 m/s 32- Uma partícula de massa m e velocidade v, colide com outra de massa 3m inicialmente em repouso. Após a colisão elas permanecem juntas, movendo-se com velocidade V. Então, pode-se afirmar que a) V = v. b) 2V = v. c) 3V = v. d) 4V = v. 33- Dois carros, A e B, de massas iguais, movem-se em uma estrada retilínea e horizontal, em sentidos opostos, com velocidades de mesmo módulo. Após se chocarem frontalmente, ambos param imediatamente devido à colisão. Pode-se afirmar que, no sistema, em relação à situação descrita, a) há conservação da quantidade de movimento do sistema e da sua energia cinética total. b) não há conservação da quantidade de movimento do sistema, mas a energia cinética total se conserva. c) nem a quantidade de movimento do sistema e nem a energia cinética total se conservam. d) a quantidade de movimento do sistema é transformada em energia cinética. e) há conservação da quantidade de movimento do sistema, mas não da sua energia cinética total. 34- Uma esfera de massa 50 kg, movendo-se sobre uma superfície horizontal sem atrito, com velocidade de 4,0 m/s, colide frontalmente com outra esfera de massa 100 kg, inicialmente em repouso. Imediatamente após a colisão a primeira esfera para. A energia cinética que a segunda esfera adquire, em joules, vale: a) 400 b) 200 c) 100 d) 50 e) zero 35- Uma caminhonete A, parada em uma rua plana, foi atingida por um carro B, com massa mB = mA /2, que vinha com velocidade vB . Como os veículos ficaram amassados, pode- se concluir que o choque não foi totalmente elástico. Consta no boletim de ocorrência que, no momento da batida, o carro B parou enquanto a caminhonete A adquiriu uma velocidade vA = vB /2, na mesma direção de vB . Considere estas afirmações de algumas pessoas que comentaram a situação: I. A descrição do choque não está correta, pois é incompatível com a lei da conservação da quantidade de movimento II. A energia mecânica dissipada na deformação dos veículos foi igual a 1/2 mA vA 2 III.A quantidade de movimento dissipada no choque foi igual a 1/2 mB vB Está correto apenas o que se afirma em: a) I b) II c) III d) I e III e) II e III 36- Em uma colisão elástica frontal (em uma dimensão) entre duas partículas de massas m1 e m2, a partícula 2 estava em repouso antes da colisão. Analise as proposições em relação à colisão. I. A quantidade de movimento e a energia cinética do sistema se conservam. II. Se as massas são iguais, a magnitude da velocidade adquirida pela partícula 2, após a colisão, é igual à magnitude da velocidade da partícula 1, antes da colisão. III. Se m1 é maior que m2, a magnitude da velocidade adquirida pela partícula 2, após a colisão, será maior que a magnitude da velocidade da partícula 1, antes da colisão. IV. Se m1 é menor que m2, o vetor velocidade da partícula 1, após a colisão, é igual ao vetor velocidade que ela tinha antes da colisão. Assinale a alternativa correta: a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. d) Somente a afirmativa II é verdadeira. e) Somente a afirmativa IV é verdadeira. 37- Um objeto de massa m movimenta-se com velocidade V. Em certo instante, ele colide contra outro objeto de mesma massa que estava inicialmente em repouso. Após a colisão, os dois objetos movimentam-se juntos. Marque a opção que indica a velocidade do conjunto formado pelos dois corpos após a colisão e o coeficiente de restituição dessa colisão. a) 0,5v e 0,8 b) v e 1 c) 0,5 v e 1 d) 0,75 v e 0 e) 0,5 v e 0. 38- A respeito dos tipos de colisão e de seus valores de coeficiente de restituição, marque o que for correto. a) O coeficiente de colisão para um choque parcialmente elástico será sempre maior que 0 e menor ou igual a 1. b) Na colisão parcialmente elástica, sempre haverá conservação parcial da quantidade de movimento, portanto, o coeficiente de restituição será sempre 0,5. c) Na colisão inelástica, não há velocidade relativa de aproximação entre os corpos, o que faz com que o coeficiente de restituição dessa colisão seja nulo. d) A energia cinética é totalmente conservada na colisão do tipo perfeitamente elástica. e) Na colisão perfeitamente elástica, há conservação total da energia cinética e conservação parcial da quantidade de movimento. 40- Quando uma pessoa dispara uma arma vemos que ela sofre um pequeno recuo. A explicação para tal fenômeno é dada: a) pela conservação da energia. b) pela conservação da massa. c) pela conservação da quantidade de movimento do sistema. d) pelo teorema do impulso. e) pelo teorema da energia cinética. 41- Supondo que uma arma de massa 1kg dispare um projétil de massa 10g com velocidade de 400 m/s, calcule a velocidade do recuo dessa arma. a) -2 m/s b) -4 m/s c) -6 m/s d) -8 m/s e) -10 m/s