Questões de Concurso sobre Impulso e Quantidade de Movimento

Um nêutron livre, com massa aproximadamente igual a m_n = 1,67ꞏ10⁻²⁷ kg e viajando a uma velocidade de vn = 2ꞏ10⁷ m/s (um nêutron rápido), colide frontalmente e é absorvido por um núcleo de Deutério (que possui um próton e um nêutron, massa aproximadamente mD ≈ 2m_n). Imediatamente antes da colisão, o núcleo de Deutério estava em repouso. Considerando que a colisão é perfeitamente inelástica (o nêutron e o núcleo se unem, formando um núcleo de Trítio).

A velocidade do núcleo resultante (Trítio) imediatamente após a colisão será

Uma sequência didática que integra Ciências e Educação Física ao discutir metabolismo energético deve:

Numa colisão sofrida por um corpo que se comporta como uma partícula e aplicando a Segunda Lei de Newton, comprova-se que a variação de sua quantidade de movimento é igual ao

Em um campo de testes balísticos, um rifle de massa 𝑀, inicialmente em repouso sobre um suporte de baixa fricção que permite seu recuo, dispara uma bala de massa 𝑚. A bala sai com velocidade 𝑣 em relação ao solo.

Considerando o sistema isolado rifle + bala, e desprezando qualquer atrito com o suporte, a velocidade de recuo do rifle em relação ao solo é

A Figura mostra um corpo de massa 6m, inicialmente em repouso e que, num dado momento, se fragmenta em duas partes, uma com o dobro da massa da outra, adquirindo velocidades horizontais e opostas v e v’, sendo v’ para a de massa maior.

Elaborado pelo autor.

Considerando que o sistema formado pelas duas partículas está isolado de forças externas, qual a relação correta entre v e v’?

Observe afigura abaixo.

Na figura acima, uma pequena bola, de massa m, com uma velocidade escalar v e quantidade de movimento p, se choca, perpendicularmente, com uma parede 'em movimento em uma colisão elástica. Considere que o módulo da velocidade da parede é v'2, que a bola ricocheteia também perpendicular à parede, e que a massa da parede é muito maior do que a massa da bola. Nessas condições, a razão entre o módulo do impulso, |, sobre a bola devido à colisão, e a quantidade de movimento da bola antes da colisão, |/p, é dado por:

Uma bola de massa m cai em linha reta, colide com o chão e volta a subir com velocidade $\frac{v}{4}$, sendo v a velocidade da bola antes de tocar o solo, conforme ilustra a imagem a seguir:

O módulo da variação da quantidade de movimento da bola imediatamente antes e imediatamente depois da colisão representa quantos por cento da quantidade de movimento inicial?

O módulo da quantidade de movimento total após a explosão é igual a $\left|\overrightarrow{p}\right|=15,0kg.\frac{m}{s{}^{.}}$ Nesse caso, é correto afirmar que a velocidade escalar do carrinho antes da explosão é de 2,5 m/s.

Os conceitos de impulso e quantidade de movimento são essenciais para a análise de interações, como colisões, onde forças atuam por curtos intervalos de tempo. A relação entre esses conceitos permite prever o resultado de diversas interações mecânicas. Acerca desses conceitos, registre V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas.

(__)A quantidade de movimento de um corpo é uma medida de sua inércia em movimento, sendo uma grandeza vetorial que depende tanto de sua massa quanto de sua velocidade.

(__)O impulso pode ser entendido como o efeito acumulado de uma força agindo sobre um corpo durante um certo intervalo de tempo, sendo a causa da variação da quantidade de movimento do corpo.

(__)Em uma colisão na qual dois veículos se chocam e passam a se mover juntos como um único corpo, tanto a quantidade de movimento total quanto a energia cinética total do sistema são conservadas.

(__)Se um sistema de corpos está livre da ação de forças externas resultantes, sua quantidade de movimento total se manterá constante, independentemente das forças que os corpos exerçam uns sobre os outros durante colisões internas.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo:

Imagine-se uma colisão frontal entre 2 vagonetes de um ferrorama. O sistema desliza por um trilho horizontal e todo eventual atrito é desprezível. A figura ilustra o esquema.

O vagonete, de massa m₁ = 100 g, deslocando-se a velocidade de 5 m/s, colide com o segundo, inicialmente parado. Imediatamente após a colisão, o primeiro (m₁) recua a velocidade de 3 m/s, e o segundo (m₂) avança no sentido oposto a 2 m/s.

Com base nesses dados, é correto afirmar que a colisão ocorrida é

O componente leste da quantidade de movimento após a explosão é de 9,0 kg · $\frac{m}{s}$.

Em uma aula prática com uso de um trilho de ar, um carrinho 𝐴 de massa 𝑚 movimenta-se em direção a outro carrinho 𝐵 de mesma massa, inicialmente em repouso. As velocidades dos carrinhos 𝐴 e 𝐵 foram medidas por sensores, e esses dados foram utilizados para construir os gráficos velocidade × tempo dos carrinhos conforme ilustrado nas figuras abaixo. Observou-se que uma mola acoplada ao carrinho 𝐴 manteve seu comprimento inalterado antes e após a colisão. Considerando Δ𝑃 a variação do momento linear do sistema ao longo do eixo 𝑥 (direção do trilho de ar), e Δ𝐸 a variação de energia mecânica total dos carrinhos devido à colisão, qual das seguintes alternativas está correta em relação à variação do momento linear e da energia mecânica do sistema?

Para estudar a conservação da quantidade de movimento, um professor de Física leva seus estudantes para o lago de Palmas. O estudante A, de massa M é colocado sobre uma prancha leve e plana de massa desprezível, enquanto que a estudante B, de massa m é colocada sobre outra prancha idêntica de frente para o primeiro estudante. Ambos flutuam sobre o lago e, inicialmente, eles estão de mãos dadas. Ao comando do professor os estudantes aplicam forças na direção contrária de modo que A empurra B e B empurra A. Desconsiderando-se o arrasto da prancha com a água, bem como a resistência do ar, pode-se afirmar que:

Qual das seguintes sentenças sobre o momento angular é correta?

Um cilindro maciço, de 1m de raio, 10kg de massa e momento de inércia em relação ao seu centro de massa igual a 5kgm², é abandonado, do repouso, sobre uma superfície que faz 30° com a horizontal. No instante do abandono, é aplicado ao cilindro um momento igual a 20Nm, no sentido contrário ao movimento de descida do cilindro.

Sabendo que os coeficientes de atrito entre o cilindro e a superfície são iguais a 0,1 e 0,2, sobre o tipo de movimento do cilindro e a aceleração linear, em m/s², envolvida, é correto afirmar que

Dados: considere g = 10 m/s² e $\sqrt{3}$ ≅ 1,7.

Em consonância com os pressupostos conceituais apresentados por Hewitt (20ll), leia os enunciados a seguir e destaque o que apresenta um erro conceitual.

Um experimento foi feito em duas etapas, respeitando sempre a mesma altura para lançamento dos mesmos objetos:

1ª) Soltou-se uma borracha e uma folha de papel. Observou-se que a folha de papel chegou primeiro ao solo.

2ª) Soltou-se uma borracha e a folha de papel, porém agora amassada. Observou-se que as duas chegaram praticamente juntas ao chão.

A diferença nos resultados explica-se pela(o)

Um aro, de massa 𝑚 e raio 𝑟, preso à borda de um disco de massa uniformemente distribuída 𝑀 e raio 𝑅, formam um corpo rígido que está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal de atrito desprezível. O corpo rígido pode girar em torno de um eixo vertical que passa pelo centro 𝑜 do disco.

O sistema é submetido a um momento do binário de módulo 𝑀 = 8𝑡, onde 𝑀 é medido em 𝑁𝑚 e 𝑡 em segundos. No instante 𝑡 = 2𝑠 a energia cinética do sistema é igual a 2×10³J.

Desprezando o atrito no eixo de rotação, o valor do momento de inércia do conjunto disco e aro, em 𝑘𝑔𝑚², é igual a

Analise as assertivas a seguir e assinale a alternativa correta.

I. Em um sistema físico, a conservação da quantidade de movimento linear implica na conservação da energia mecânica.

II. Em um sistema físico, a conservação da energia mecânica implica na conservação da quantidade de movimento linear.

III. Em um sistema físico, a conservação da quantidade de movimento angular implica na conservação da quantidade de movimento linear.

Considere uma placa fina, de massa 𝑚, com largura 𝑎 e comprimento 2𝑎, que está sendo posta a girar em torno de um eixo O localizado a uma distância 𝑎/2 de seu centro de massa (todos medidos em unidades do S.I.), como ilustrado na Figura 8 abaixo. Devido à ação de um conjunto de forças, a placa parte do repouso e atinge uma velocidade angular de 2𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠 em um intervalo de tempo de 4 segundos.

Figura 8

Com base nesse contexto, qual é o valor do torque resultante, em unidades do S.I., experimentado pela placa durante o intervalo de tempo mencionado? (Considere 𝜋 = 3).