Quantidade de movimento e Impulso de uma força-AFA
Quantidade de movimento e Impulso de uma força-AFA
1)(AFA)Dois carrinhos A e B de massas m
1)(AFA)Dois carrinhos A e B de massas mAA = 8 kg e m = 8 kg e mBB = 12 kg movem-se com velocidade v = 12 kg movem-se com velocidade v00 = 9 m/s, ligados por um = 9 m/s, ligados por um
fio ideal, conforme a figura. Entre eles existe uma mola comprimida, de massa desprezível. Num dado instante, o fio fio ideal, conforme a figura. Entre eles existe uma mola comprimida, de massa desprezível. Num dado instante, o fio se rompe e o carrinho A é impulsionado para a frente (sentido positivo do eixo x), ficando com veloci
se rompe e o carrinho A é impulsionado para a frente (sentido positivo do eixo x), ficando com veloci dade de 30 m/s.dade de 30 m/s. A energia potencial inicialmente armazenada na
A energia potencial inicialmente armazenada na mola, em joules, era demola, em joules, era de a) 2570 a) 2570 b) 2640 b) 2640 c) 2940 c) 2940 d) 3750 d) 3750
2)(AFA)Duas esferas A e B, de massas respectivamente iguais a 4 kg e 2 kg, percorrem a mesma trajetória retilínea, 2)(AFA)Duas esferas A e B, de massas respectivamente iguais a 4 kg e 2 kg, percorrem a mesma trajetória retilínea, apoiadas num plano horizontal, com velocidades de 10 m/s e 8 m/s, respectivamente, conforme a figura. Após a apoiadas num plano horizontal, com velocidades de 10 m/s e 8 m/s, respectivamente, conforme a figura. Após a ocorrência de um choque frontal
ocorrência de um choque frontal entre elas, as esferas movem-se separadamente e a energia dissipada na entre elas, as esferas movem-se separadamente e a energia dissipada na colisãocolisão vale 162 J. Os módulos das velocidades de A e de B, após a colisão, em m/s, valem, respectivamente,
vale 162 J. Os módulos das velocidades de A e de B, após a colisão, em m/s, valem, respectivamente, a) 8 e 6 a) 8 e 6 b) 2 e 7 b) 2 e 7 c) 1 e 8 c) 1 e 8 d) 1 e 10 d) 1 e 10 3)(AFA)Uma bola de
3)(AFA)Uma bola de 0,40 kg0,40 kg, movimentando-se horizontalmente com velocidade, movimentando-se horizontalmente com velocidade 14 m/s14 m/s, é rebatida com uma força, é rebatida com uma força média de
média de 1000 N1000 N. Supondo-se que a colisão tenha durado. Supondo-se que a colisão tenha durado 27 ms27 ms, a velocidade final da bola, em, a velocidade final da bola, em m/sm/s, é, é a)
a) 14,0. 14,0. b) b) 32,5. 32,5. c) c) 53,5. 53,5. d) d) 81,5.81,5. 4)(AFA)Uma bola de beisebol de
4)(AFA)Uma bola de beisebol de 0,15 kg0,15 kg se aproxima de um bastão com se aproxima de um bastão com uma velocidade deuma velocidade de 20 m/s20 m/s e, após o choque,e, após o choque, retorna, na mesma direção, sem alterar o módulo de sua velocidade. O impulso recebido pela bola, na interação com retorna, na mesma direção, sem alterar o módulo de sua velocidade. O impulso recebido pela bola, na interação com o bastão, é, em
o bastão, é, em N.sN.s,, a)
a) 0. 0. b) b) 6. 6. c) c) 10. 10. d) d) 20.20.
5)(AFA)Uma esfera de aço de massa
5)(AFA)Uma esfera de aço de massa 0,5 kg0,5 kg, amarrada a uma corda de, amarrada a uma corda de 70 cm70 cm de comprimento, é solta quando a cordade comprimento, é solta quando a corda está na horizontal, conforme figura abaixo. Na parte mais baixa de sua trajetória, colide elasticamente com um bloco está na horizontal, conforme figura abaixo. Na parte mais baixa de sua trajetória, colide elasticamente com um bloco de aço de massa
de aço de massa 2,5 kg2,5 kg, inicialmente em repouso sobre uma superfície sem atrito. A velocidade do bloco, após a, inicialmente em repouso sobre uma superfície sem atrito. A velocidade do bloco, após a colisão, em m/s, é, aproximadamente colisão, em m/s, é, aproximadamente a) 0,86. a) 0,86. b) 1,23. b) 1,23. c) 2,50. c) 2,50. d) 3,20. d) 3,20. 6)(AFA)Um menino de
6)(AFA)Um menino de 30 kg30 kg, carregando duas pedras de, carregando duas pedras de 1 kg1 kg cada, está em um carrinho decada, está em um carrinho de 10 kg10 kg, inicialmente em, inicialmente em repouso numa superfície horizontal. O menino a
repouso numa superfície horizontal. O menino a rremessa as pedras horizontalmente, ao mesmo tempo, na direçãorremessa as pedras horizontalmente, ao mesmo tempo, na direção possível do movimento do carrinho, com
possível do movimento do carrinho, com a mesma velocidade dea mesma velocidade de 6 m/s6 m/s, em relação ao mesmo. O módulo da, em relação ao mesmo. O módulo da velocidade do carrinho, em
velocidade do carrinho, em m/sm/s, após o arremesso é, aproximadamente,, após o arremesso é, aproximadamente, a)
a) 0,05. 0,05. b) b) 0,07. 0,07. c) c) 0,28. 0,28. d) d) 0,40.0,40.
7)(AFA)Uma série de n projéteis, de 10 gramas cada um, é disparada com velocidade v = 503 m/s sobre um bloco 7)(AFA)Uma série de n projéteis, de 10 gramas cada um, é disparada com velocidade v = 503 m/s sobre um bloco amortecedor, de massa M = 15
amortecedor, de massa M = 15 kg, que os absorve integralmente. Imediatamente após, o bloco kg, que os absorve integralmente. Imediatamente após, o bloco desliza sobre umdesliza sobre um plano horizontal com velocidade V = 3 m/s. Qual o valor de n?
plano horizontal com velocidade V = 3 m/s. Qual o valor de n? a)
a) 4 4 b) b) 6 6 c) c) 7 7 d) d) 99
8)(AFA)Um pósitron é uma micropartícula que possui massa de repouso igual à do elétron e carga idêntica, mas 8)(AFA)Um pósitron é uma micropartícula que possui massa de repouso igual à do elétron e carga idêntica, mas positiva. Suponha, por hipótese, que durante a atração entre um pósitron e um elétron a velocidade das partículas é positiva. Suponha, por hipótese, que durante a atração entre um pósitron e um elétron a velocidade das partículas é da ordem de 36000 km/h e obedece às leis clássicas. Considerando a massa do elétron e do pósitron igual a
da ordem de 36000 km/h e obedece às leis clássicas. Considerando a massa do elétron e do pósitron igual a 9 X 10
9 X 10-31-31kg, podemos afirmar que kg, podemos afirmar que a quantidade de movimento do sistema imediatamente antes da recombinação, éa quantidade de movimento do sistema imediatamente antes da recombinação, é a)
a) zero zero b) b) 9x109x10-27-27kgm/s kgm/s c) c) 18x1018x10-27-27kgm/s kgm/s d) d) 35x1035x10-27-27kgm/skgm/s 9)(AFA) Uma partícula de massa
9)(AFA) Uma partícula de massa mm e velocidadee velocidade v,v, colide com outra de massacolide com outra de massa 3m3m inicialmente em repouso. Após ainicialmente em repouso. Após a colisão elas permanecem juntas, movendo-se com velocidade
colisão elas permanecem juntas, movendo-se com velocidade VV. Então, pode-se afirmar que. Então, pode-se afirmar que a)
a) V V = = v. v. b) b) 2V 2V = = v. v. c) c) 3V 3V = = v. v. d) d) 4V 4V = = v.v.
10)(AFA) Dois carrinhos A e B, de massa 2 kg cada, movem-se sobre trilhos retilíneos horizontais e sem atrito. Eles se 10)(AFA) Dois carrinhos A e B, de massa 2 kg cada, movem-se sobre trilhos retilíneos horizontais e sem atrito. Eles se chocam e passam a ser mover grupados. O gráfico representa a posição de cada carrinho em função do tempo, até o chocam e passam a ser mover grupados. O gráfico representa a posição de cada carrinho em função do tempo, até o instante da colisão.
A energia dissipada com o choque, em joules, é igual a: a) 8 b) 32 c) 0 d) 40
11)(AFA) Um foguete cuja massa vale 6 toneladas é colocado em posição vertical para lançamento. Se a velocidade de escape dos gases vale 1 km/s, a quantidade de gases expelida por segundo, a fim de proporcionar o empuxo necessário para dar ao foguete uma aceleração inicial para cima igual a 2 0 m/s2 é
a) 180 kg b) 120 kg c) 100 kg d) 80 kg
12)(AFA) Num circo, um homem-bala, de massa 60 kg, é disparado por um canhão com a velocidade de 25 m/s, sob um ângulo de 37° com a horizontal. Sua parceira, cuja massa é 40 kg, está numa plataforma localizada no topo da trajetória. Ao passar pela plataforma, o homem-bala e a parceira se reúnem e vão cair numa rede de segurança, na mesma altura que o canhão. Veja figura abaixo.
Desprezando a resistência do ar e considerando sen 37o = 0,6 e cos 37o = 0,8, pode-se afirmar que o alcance A
atingido pelo homem é
a) 60 m b) 48 m c) 36 m d) 24 m
13)(AFA)Um atirador utiliza alvos móveis. Em um treinamento, deixa cair um bloco de massa M, a partir de uma altura h. Ao final do primeiro segundo de queda, o bloco é atingido horizontalmente por uma bala de massa m e velocidade v . A bala se aloja no bloco e observa-se um desvio horizontal x na sua trajetória em relação ao ponto que tocaria o chão, caso não houvesse acontecido a colisão. O valor de x é dado por
a)
M m
v g h
2 1 2 b) v m M m g h
) ( 2 2 1 c)
v m m M g h
1 2 2 1 d)
M m
v m g h
1 2 2 114)(AFA)Um lavador de carros segura uma mangueira do modo que aparece na figura abaixo:
Qual a força necessária para manter o bico da mangueira estacionário na horizontal, sabendo que a vazão da água é de 0,60 kg/s, com a velocidade de saída na mangueira de 25 m/s?
a) 5,0 N b) 10,0 N c) 15,0 N d) 20,0 N
15)(AFA) Um avião a jato, cuja massa é de 40 to neladas, ejeta, durante 5 segundos, 100 kg de gás e esse gás sofre uma variação de velocidade de 500 m/s. Com base nessas informações, analise as seguintes afirmativas:
I - A variação da velocidade do avião é de 1,25 m/s. II - A força aplicada no avião é de 1 04 N.
III - O impulso sofrido pelo avião vale 5.104 kg.m/s.
Está(ão) correta(s)
a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas I e III . d) I, II e III.
16)(AFA) O bloco da Figura 1 entra em movimento sob ação de uma força resultante de módulo F que pode atuar de três formas diferentes, conforme os diagramas da Figura 2.
Com relação aos módulos das velocidades v1, v2 e v3 atingidas pelo bloco no instante t = 2 s, nas três situações
descritas, pode-se afirmar que
a) v 1>v 2>v 3 b) v 2>v 3>v 1 c) v 3<v 1<v 2 d) v 2<v 3<v 1
17)(AFA) Analise as afirmativas abaixo sobre impulso e quantidade de movimento.
I - Considere dois corpos A e B deslocando-se com quantidades de movimento constantes e iguais. Se a massa de A for o dobro de B, então, o módulo da velocidade de A será metade do de B.
II - A força de atrito sempre exerce impulso sobre os corpos em que atua.
III - A quantidade de movimento de uma luminária fixa no teto de um trem é nula para um passageiro, que
permanece em seu lugar durante todo o trajeto, mas não o é para uma pessoa na plataforma que vê o trem passar. IV - Se um jovem que está afundando na areia movediça de um pântano puxar seus cabelos para cima, ele se
salvará. São corretas
a) apenas I e III. b) apenas I, II e III. c) apenas III e IV. d) todas as afirmativas.
18) Uma bolinha de chiclete de massa m, que se move com velocidade Vo num plano horizontal liso, cai de uma altura h e “gruda” num carrinho de massa M, inicialmente em repouso (veja a figura a seguir). Determinar qual velocidade adquirida pelo carrinho, após esse episódio.
19) Um núcleo radioativo de Urânio-235 decai espontaneamente para Tório-231 pela emissão de uma partícula alfa(α). A partícula alfa de massa mα = 4,00u, tem uma energia cinética Kα = 4600 KeV. A reação nuclear é:
Então a energia cinética do núcleo de Tório – 231 de massa (mth = 231u) é aproximadamente, em keV, igual a:
a) 80 b) 50 c) 20 d) 110
20) Em um dia frio de inverno, um caçador de massa 74 kg sai em busca de lebres sobre a neve gelada. Ao avistar a presa, na pressa, esquece de firmar a espingarda no ombro. Dessa forma, quando aperta o gatilho, a espingarda recua com uma certa velocidade(batendo no seu ombro), e o projétil é lançado a uma velocidade na boca do cano de 400 m/s. Sabe-se que projétil tem massa de 20 g e a espingarda, uma massa de 6 kg. Quanto vale, o impulso causado pelos gases sobre o projétil devido à explosão do cartucho e qual o tempo que a bala leva para percorrer o cano da arma de comprimento 40 cm? a) 4 N.s e 1 milisegundo. b) 8 N.s e 2 milisegundos. c) 10 N.s e 3 milisegundos. d) 12 N.s e 4 milisegundos. e) 15 N.s e 5 milisegundos.
21) Um projétil de massa m = 0,05 kg incide sobre um bloco de madeira de massa M = 29,95 kg suspenso ao teto por duas cordas inextensíveis, conforme mostra a figura abaixo. No local, a aceleração da gravidade tem módulo de 10
m/s2. Desprezam-se os atritos do ar. O projétil fica alojado no bloco e a máxima altura atingida pelo conjunto, após o
impacto, vale 5 cm. A velocidade da bala, antes do impacto, vale: a) 100 m/s
b) 200 m/s c) 300 m/s d) 400 m/s e) 600 m/s
22) (ITA) Um projétil de 5 g é disparado com velocidade de 200 m/s contra um bloco de madeira de 495 g, preso a uma mola de constante elástica k = 5 000 N/m, alojando-se integralmente em seu interior, conforme mostra a figura. Determine a máxima deflexão x que a mola experimentará, em decorrência do impacto.
23) A granada representada na figura tem velocidade vertical de módulo 40 m/s no momento em que explode,
dividindo-se em 2 fragmentos de massas iguais cujas velocidades têm módulos iguais e direções que formam entre si um ângulo de 720 . O módulo da velocidade, em m/s, de cada fragmento, imediatamente após a explosão, será :
a) 80 m/s b) 60 m/s c) 50 m/s d) 45 m/s
( dado sen 36o = 0,6 e cos 36o = 0,8)
24) Uma caixa A que se move uniformemente sobre um solo horizontal liso colide frontal e inelasticamente com outra caixa B, idêntica à primeira, inicialmente em repouso. Após o impacto, o conjunto AB prossegue em trajetória parabólica, atingindo um alcance horizontal D. Se a colisão tivesse sido elástica, o alcance atingido pela caixa B valeria:
a) D b) 2D c) 3D d) 4D
25) Oito esferas estão suspensas, sendo quatro de massa M = 120g e quatro de massa m = 30g, por fios flexíveis, inextensíveis e de massas desprezíveis, conforme a figura. Se uma esfera de massa M for deslocada de sua posição inicial e solta, ela colidirá frontalmente com o grupo de esferas estacionadas. Considere o choque entre as esferas perfeitamente elástico. O número n de esferas de massa m que se moverão é:
a) um b) dois c) três d) quatro Gabarito
1)c 2)d 3)d 4)b 5)b 6)c 7)d 8)a 9)d 10)a 11)b 12)b 13)d 14)c 15)d 16)c 17)b 18)v = (m/(M+m))v0 19)a 20)b 21)e 22) x = 1 cm 23)c 24)b 25)a
