Impulso e Quantidade de Movimento

Caros alunos do 1EM,

Como é de conhecimento de vocês, estarei fora nesta segunda-feira em trabalho de estudo de meio na região do vale do Alto Ribeira com a turma de 3EM, mais Luana e Cris.

Mas não é por isso que deixei de pensar em vocês.

Abaixo segue uma lista de exercícios sobre impulso e quantidade de movimento.

Vocês devem se ocupar dela nas duas aulas de 2a. feira.

Prestem muita atenção agora: não é só pra tentar fazer, É PRA FAZER TUDO E CERTO.

Para isso, o gabarito segue no final.

Esta lista foi montada para que o exercício par se assemelhasse ao exercício ímpar anterior. Dessa forma, você tem duas chances para atingir o mesmo objetivo.

Quinta-feira estarei aí, pra corrigir eventuais dúvidas.

Abraços

Prof. Renato Casemiro

LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE IMPULSO E QUANTIDADE DE MOVIMENTO

01. Uma força F, horizontal, da direita para a esquerda, de intensidade 8N,é aplicada sobre um corpo de massa igual a 9kg durante 5s. Determine a intensidade, a direção e o sentido do impulso dessa força.

02. Uma força F, vertical, de cima para baixo, de intensidade 80N,é aplicada, durante 4s, sobre um corpo esférico. Determine a intensidade, a direção e o sentido do impulso dessa força.

03. Sobre um ponto material agem as forças indicadas na figura*. Sabendo-se que essas forças agem durante 0,2s, determine o módulo do impulso restante por elas produzido.

                 6N

          ^.

   8N

* vetor horizontal para a direita de 6N, vetor vertical para baixo de 8N

04. Um corpo de massa igual a 4kg é abandonado do topo de um prédio muito alto. Sabendo que a aceleração da gravidade no local vale 9,8m/s², calcule o módulo do impulso da força peso nos primeiros 3s de queda.

05. Um ponto material de massa igual a 10kg possui velocidade constante e igual a 90km/h. Determine a intensidade da quantidade de movimento desse ponto material.

06. Um corpo de massa igual a 2kg é lançado do solo, verticalmente para cima, com velocidade inicial de 60m/s. Dado g = 10m/s², determine a intensidade, a direção e o sentido da quantidade de movimento do corpo nos instantes 4 e 9 segundos.

07. Num determinado instante, a intensidade da quantidade de movimento de um objeto que pesa cerca de 40N vale 20kg.m/s. Determine a energia cinética deste corpo.

08. Uma partícula em MRUV desloca-se de acordo com a função horária S = 10+2.t+3t² (no S.I.). Sabendo-se que a partícula tem massa de 4kg, determine o módulo da quantidade de movimento dessa partícula no instante 8s.

09. Em uma certa carta de Benjamin Franklin, como objeção à teoria corpuscular da luz, ele declarava:

“Uma partícula de luz, caminhando com velocidade de 3x10⁸m/s, deveria produzir o mesmo impacto (transferir a mesma quantidade de movimento) que uma bala de canhão de massa 10kg, animada de velocidade de 300m/s, ao atingir a superfície da Terra”.

Nessas condições, determine a massa da partícula de luz a que se referia Franklin.

10. Um carrinho de massa igual a 2,0kg movendo-se ao longo de um trilho horizontal com velocidade de 0,5m/s, até chocar-se contra um pára-choque fixo na extremidade do trilho. Supondo que o carrinho volte com velocidade de 0,2m/s e que o choque tenha duração de 0,1s, determine o valor da força média exercida pelo pára-choque sobre o carrinho.

11. Um corpo cuja massa é de 4kg movimenta-se horizontalmente para a direita com velocidade inicial de 8m/s. Uma força horizontal, de intensidade 10N e sentido contrário ao movimento, é aplicada no corpo durante 2s. Calcule a velocidade final do corpo.

12. Um projétil de massa igual a 15g incide horizontalmente sobre uma tábua com velocidade de 600m/s e abandona a tábua, com velocidade ainda horizontal, de valor 400m/s. Determine o módulo do impulso comunicado ao projétil pela tábua.

13. Em um jogo de vôlei, ao bloquear uma cortada, um jogador devolve a bola ao campo adversário com a mesma velocidade com que ela atingiu seus pulsos. A massa m da bola é igual a 250g, sua velocidade v é igual a 20m/s e a duração do impacto Dt é de 0,1s. Qual a força média que o jogador imprime à bola no bloqueio?

14. Uma nave espacial de 10³kg se movimenta, livre de quaisquer forças, com velocidade constante de 1m/s em relação a um referencial inercial. Necessitando pará-la, o centro de controle decidiu acionar um dos motores auxiliares, que fornecerá uma força constante de 200N, na mesma direção, mas em sentido contrário ao do movimento. Durante quanto tempo esse motor deverá funcionar?

15. Um rifle de 30kg de massa dispara horizontalmente uma bala de massa igual a 50g. A velocidade da bala, ao sair do cano, é de 400m/s. Considere a velocidade da bala como constante no interior do cano e determine a velocidade de recuo do rifle.

16. Um peixe de 8,6kg, nadando para a direita a 1m/s, engole um peixe de 0,4kg, que nada na sua direção (sentido oposto) a 3,5m/s. Determine o módulo da velocidade do peixe maior imediatamente após engolir o menor.

17. Uma carga de dinamite explode uma pedra de 400kg em três pedaços. Um pedaço de 200kg parte com velocidade de 14m/s, outro de 100kg sai perpendicularmente à direção do primeiro com velocidade de 15m/s. Qual a velocidade com que parte o terceiro pedaço?

18. Um carro de 800kg, parado num sinal vermelho, é abalroado por trás por outro carro, de 1200kg, com uma velocidade de 72km/h. Imediatamente após o choque, os dois carros se movem juntos. Calcule a velocidade do conjunto logo após a colisão.

19. Um cosmonauta que, juntamente com seu equipamento, tem uma massa de 150kg, encontra-se fora de sua nave e em repouso em relação a ela. Num dado instante, o cosmonauta arremessa simultaneamente duas ferramentas na mesma direção, mas em sentidos opostos: uma de 0,20kg , com uma velocidade de módulo igual a 5,0m/s, e outra de 0,40kg, com uma velocidade de módulo igual a 10m/s. Considere a nave um referencial inercial. Calcule a velocidade do centro de massa do cosmonauta em relação à nave, imediatamente após o arremesso das ferramentas.

20. Em relação a trabalho, energia, impulso e quantidade de movimento, quais afirmações são corretas? Justifique.

a) Se, após o choque entre dois veículos, eles se deslocam colados, então a energia cinética do sistema tem o mesmo valor antes e após o choque.

b) Numa colisão elástica, livre de ação de forças externas, tanto a energia cinética quanto a quantidade de movimento se conservam.

c) Logo após o disparo de um tiro, tanto a arma quanto o projétil se movem com a mesma quantidade de movimento, porém em sentidos opostos.

Respostas:

1. I = 40N.s; horizontal, para a esquerda.

2. I = 320N.s; vertical, para baixo.

3. I = 2N.s

4. I = 117,6N.s

5. I = 250kg.m/s (cuidado se você respondeu 900)

6. Q₄ = 40kgm/s; vertical para cima; Q₉ = 60kgm/s; vertical para baixo

7. E_cin = 50J

8. Q₈ = 200kgm/s  

9. m = 10^-4kg

10. F = 14N (sentido oposto)

11. v = 3m/s

12. I = 10N.s (sentido oposto)

13. F= 100N (sentido oposto)

14. Dt = 5s

15. v_r = -0,6...m/s

16. v = 0,8m/s (mesmo sentido)

17. v = 31,76m/s

18. v= 43,2km/h

19. v = 0,02m/s (sentido da ferramenta de menor massa)

20. (pense ou pesquise)