Questões de Concurso sobre Impulso e Quantidade de Movimento

Dois fios inextensíveis, paralelos, idênticos e de massas desprezíveis suspendem um bloco regular de massa 10 kg formando um pêndulo vertical balístico, inicialmente em repouso. Um projetil de massa igual a 100 g, com velocidade horizontal, penetra e se aloja no bloco e, devido ao choque, o conjunto se eleva a uma altura de 80 cm, conforme figura abaixo. Considere que os fios permaneçam sempre paralelos. A velocidade do projetil imediatamente antes de entrar no bloco é

Dados: despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².

Desenho Ilustrativo Fora de Escala

Considere um corpo no qual a variação de velocidade em um determinado intervalo de tempo é dada por v = $\sqrt{2gh}$, sendo g a aceleração da gravidade e h a distância percorrida durante o intervalo de tempo.

Nessa situação, o movimento desse corpo está associado a um sistema

Duas pessoas - A e B - de massas m_A e m_B, estão sobre uma jangada de massa M, em um lago. Inicialmente, todos esses três elementos (jangada e pessoas) estão em repouso em relação à água. Suponha um plano coordenado XY paralelo à superfície do lago e considere que, em determinado momento, A e B passam a se deslocar com velocidades (em relação à água) de módulos V_A e V_B, nas direções, respectivamente, dos eixos perpendiculares x e y daquele plano coordenado. A velocidade relativa entre a pessoa A e a jangada tem módulo:

Com os alunos do Ensino Fundamental, o Professor poderá apresentar a seguinte definição:

“...quantidade de trabalho (ou energia de uma força) efetuado por unidade de tempo, o que equivale à velocidade de mudança de energia num sistema ou ao tempo despendido para realizar um trabalho, ou seja, a energia total dividida pelo tempo.”

No contexto da Física, o fragmento acima conceitua:

Uma prancha de massa M está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal. Na extremidade A dessa prancha, encontra-se, também em repouso, um automóvel de massa m, assimilável a um ponto material.

A partir de certo instante, o automóvel passa a realizar um movimento em relação à superfície horizontal, indo da extremidade A à extremidade B e, em marcha a ré, da extremidade B à extremidade A. Considere L o comprimento da prancha, µ o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a prancha e g a intensidade do campo gravitacional. Despreze o atrito entre a prancha e a superfície em que se apoia. Nessas condições, o valor mínimo x do comprimento da prancha, a fim de que o carro NÃO caia na superfície horizontal , é:

Um indivíduo produz um impulso que viaja em uma corda, conforme ilustra a figura acima. Considerando a corda finita em extremidade presa, o seu impulso vai:

Em um jogo de futebol, Olavo recebeu um passe e correu em direção ao gol do time adversário, mantendo a velocidade da bola constante de 14,4 km/h. Ao se aproximar do gol, ele chutou a bola, aplicando uma força de 125 N durante 0,12 s na mesma, e fez o gol. Sabendo que bola tem massa m = 468,75 g, então a velocidade da bola no momento exato após o chute era de:

No alto de uma residência, apoia-se uma rampa lisa na forma de um quadrante de circunferência de raio 0,45m. Do ponto A da rampa, abandona-se uma partícula de massa M que vai chocar-se elasticamente com outra partícula de massa 2M em repouso no ponto B, mais baixo da rampa. Considere g=10m/s² e despreze todas as formas de atrito. Determine a distância entre os pontos de impacto das partículas com o solo.

Num plano horizontal liso, presas cada qual a uma corda de massa desprezível, as massas m₁ e m₂ giram em órbitas circulares de mesma frequência angular uniforme, respectivamente com raios r₁ e r₂ = r₁/2. Em certo instante essas massas colidem-se frontal e elasticamente e cada qual volta a perfazer um movimento circular uniforme. Sendo iguais os módulos das velocidades de m₁ e m₂ após o choque, assinale a relação m₂/m₁.

A Mecânica é um campo da Física, que descreve o movimento dos corpos, sendo dividida em três áreas: Cinemática, Dinâmica e Estática. Na Cinemática, estuda-se o movimento dos corpos, sem se considerarem suas causas. Na Dinâmica, estuda-se o movimento e suas causas com base nos conceitos de força e suas leis. Na estática, estuda-se o equilíbrio e a invariância dinâmica de sistemas físicos.

Nesse contexto, analise as afirmativas abaixo e assinale a CORRETA.

Uma bola de 0,5 kg é largada acidentalmente da janela de um edifício e atinge o solo verticalmente com uma velocidade de 30 m/s. Após o contato com o solo a bola ricocheteia e sobe com uma velocidade de 20 m/s. Assim, podemos afirmar que o impulso recebido pela bola durante o contato com o solo é:

Para estudar impulso e quantidade de movimento ,alguns estudantes são convidados a fazer um experimento no qual deverão atirar um projétil, cuja ponta é feita de um material que se fixa ao objeto a ser acertado. O objeto de 200 g encontra-se em repouso sobre uma superfície lisa e, ao ser atingido pelo projétil, cuja massa é de 40 g, passa a se deslocar com uma velocidade de 2 m/s.

Desprezando os atritos, pode-se afirmar que a velocidade com que o projétil atingiu o objeto foi de:

Devido à violência crescente e, consequentemente, ao aumento do número de casos de balas perdidas, um fabricante de vidros, preocupado com a segurança, projetou e fabricou um tipo de vidro que, no caso de um projétil atravessálo, diminui em 99% a energia de movimento do projétil. Supondo que uma “bala” de fuzil, de massa 20 g atinja o vidro com velocidade de 400 m/s, é CORRETO afirmar que a velocidade, em m/s, ao atravessá-lo, é

Uma pessoa e uma carga de 50 kg encontram‐se em movimento retilíneo uniforme em um trenó cuja massa é de 125 kg. Considere que o trenó se desloca num plano horizontal com velocidade de 10 m/s e que num dado instante a pessoa arremessa a carga para trás com velocidade de 9 m/s fazendo com que o trenó passe a se deslocar com velocidade de 15 m/s. A massa dessa pessoa é de:

Considere um feixe homogêneo de pequenos projéteis deslocando-se na mesma direção e na mesma velocidade constante até atingir a superfície de uma esfera que está sempre em repouso.

A esfera pode ter um ou dois tipos de superfícies: uma superfície totalmente refletora (colisão perfeitamente elástica entre a esfera e o projétil) e/ou uma superfície totalmente absorvedora (colisão perfeitamente inelástica entre a esfera e o projétil).

Em uma das superfícies (refletora ou absorvedora), o ângulo α da figura pertence ao intervalo [0,β], enquanto na outra superfície (absorvedora ou refletora) α pertence ao intervalo (β, ^π/₂].

Para que a força aplicada pelos projéteis sobre a esfera seja máxima, o(s) tipo(s) de superfície(s) é(são):

A figura a seguir mostra uma região delimitada em cujo interior há um campo magnético uniforme $\overrightarrow{B}$ perpendicular ao plano da figura e apontando para dentro.

Uma partícula de massa m carregada com uma carga elétrica q penetra nessa região com uma velocidade $\overrightarrow{V_0}$ perpendicular ao campo magnético. Ela descreve uma trajetória semicircular e vai se chocar com a parede que delimita a região a uma distância d do ponto de entrada.

A esse respeito, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) A energia cinética da partícula se mantém constante enquanto ela descreve sua trajetória semicircular.

( ) A distância d é igual a $\frac{m\left|\overrightarrow{V_0}\right|}{q\left|\overrightarrow{B}\right|}.$

( ) O módulo da variação do momento linear da partícula entre o instante em que penetra na região e o instante em que se choca com a parede que a delimita é nulo.

As afirmativas são, respectivamente,

Os pontos materiais P₁, P₂ e P₃, de massas, respetivamente, m, 2m, e 4m, estão num plano horizontal xy. Os pontos P₁ e P₂ inicialmente estão parados no eixo x, encostados na origem, e P₃ move-se no eixo y, com velocidade constante v₃=(0,3), até chocar-se simultaneamente com P₁ e P₂, e após o choque P₃ fica parado. Se a velocidade de P₁ depois do choque é v₁= (2,2), então a velocidade v₂ de P₂ depois do choque é

Na cobrança de uma falta, um jogador de futebol dá um chute em uma bola de massa 0,5 kg. Imediatamente após o chute, a bola adquire uma velocidade cujo módulo é 30 m/s. Determine qual será o módulo do impulso que o pé do jogador aplica sobre a bola.

Um homem de 80 kg salta de uma janela para uma rede, que se encontra a 7,2 m abaixo da janela, estrategicamente posicionada a fim de recebê-lo. A rede se estica, afundando 1,0 m na vertical antes de o homem parar completamente e a rede arremessá-lo novamente para cima. O valor do trabalho, em joules, realizado pela força resultante sobre o homem durante a queda da janela até o momento em que a rede está em sua posição mais esticada, e do impulso, em N.s, transmitido pela força resultante sobre o homem enquanto ele está em contato com a rede, sendo freado, são, respectivamente:

O momento angular de uma partícula de massa m localizada pelo vetor (em negrito) posição r , e que tem momento linear p é definido pela expressão L = r x p. A variação temporal do momento angular é igual a uma outra grandeza conhecida como: