Lista de Exercícios sobre Momento Linear Impulso e Colisões

Universidade Federal Rural do Semiárido UFERSA PróReitoria de Graduação PROGRAD Curso Ciência e Tecnologia Disciplina Lista de Mecânica Clássica Profas Erlania Lima Lista Momento Linear Impulso e Colisões 1 Quais são a a coordenada x e b a coordenada y do centro de massa da placa uniforme da Figura abaixo se L 5 cm 2 A Figura abaixo mostra uma caixa cúbica que foi construída com placas metálicas uniformes de espessura desprezível A caixa não tem tampa e tem uma aresta L 40 cm Detemine a a coordenada x b a coordenada y e c a coordenada z do centro de massa da caixa 3 Uma pedra é deixada cair um t 0 Uma segunda pedra com uma massa duas vezes maior é deixada cair do mesmo ponto em t 100 ms a A que distância do ponto inicial da queda está o centro de massa das duas pedras em t 300 ms Suponha que as pedras ainda não chegaram ao solo b Qual é a velocidade do centro de massa dasduas pedras nesse instante 4 Um caminhão de 2100 kg viajando para o norte a 41 kmh vira para leste e acelera até 51 kmh a Qual é a variação da energia cinética do caminhão Quais são b o módulo e c o sentido da variação do momento Universidade Federal Rural do Semiárido UFERSA PróReitoria de Graduação PROGRAD Curso Ciência e Tecnologia Disciplina Lista de Mecânica Clássica Profas Erlania Lima 5 Na vista superior da figura abaixo uma bola de 300 g com uma velocidade escalar v de 6 ms se choca com uma parede com um ângulo θ de 30º e ricocheteia com a mesma velocidade escalar e o mesmo ângulo A bola permanece em contato com a parede por 10 ms Em termos dos vetores unitários quais são a o impulso da parede sobre a bola e b a força média da bola sobre a parede 6 Um balde de 4 kg que está deslizando em uma superfície sem atrito explode em dois fragmentos de 2 kg um que se move para o norte a 3 ms e outro que se move em uma direção 30º ao norte do leste a 5 ms Qual era a velocidade escalar do balde antes da explosão 7 Um copo em repouso na origem de um sistema de coordenadas xy explode em três pedaços Logo depois da explosão um dos pedaços de massa m está se movendo com velocidade 30 msî e um segundo pedaço também de massa m está se movendo em velocidade 30 msj O terceiro pedaço tem massa 3m Determine a o módulo e b a orientação da velocidade do terceiro pedaço logo após a explosão 8 Um bloco de 5 kg com uma velocidade escalar de 3 ms colide com um bloco de 10 kg com uma velocidade escalar de 2 ms na mesma direção e sentido Após a colisão o bloco de 10 kg passa a se mover no mesmo sentido com uma velocidade de 25 ms a Qual é a velocidade do bloco de 5 kg imediatamente após a colisão b De quanto varia a energia cinética total do sistema dos dois blocos por causa da colisão c Suponha que a velocidade do bloco de 10 kg após o choque é de 4 ms Qual é nesse caso a variação da energia cinética total d Explique o resultado do item c 9 Na Figura abaixo o bloco 2 com uma massa de 1 kg está em repouso sobre uma superfície sem atrito e em contato com uma extremidade de uma mola relaxada de constante elástica 200 Nm A outra extremidade da mola está presa em uma parede O bloco 1 com uma massa de 2 kg que se move com uma velocidade v1 4 ms colide com o bloco 2 e os dois blocos permanecem juntos No instante em que os blocos param momentaneamente qual é a compressão da mola 10 O próton 1 com uma velocidade de 500 ms colide elasticamente com o próton 2 inicialmente em repouso Depois do choque os dois prótons se movem em trajetórias perpendiculares com a Universidade Federal Rural do Semiárido UFERSA PróReitoria de Graduação PROGRAD Curso Ciência e Tecnologia Disciplina Lista de Mecânica Clássica Profas Erlania Lima trajetória do próton 1 fazendo 60º com a direção inicial Após a colisão quais são as velocidades escalares a do próton 1 e b do próton 2 11 Na Figura abaixo a partícula 1 é uma partícula alfa e a partícula 2 é um núcleo de oxigênio A partícula alfa é espalhada de um ângulo θ1 64º e o núcleo de oxigênio recua com velocidade 12 x 105 ms e um ângulo θ2 51º Em unidades de massa atômica a massa da partícula alfa é 4 u e a massa do núcleo de oxigênio é 16 u Quais são as velocidades a final e b inicial da partícula alfa 12 A Figura abaixo mostra uma placa quadrada uniforme de lado 6d 6 m da qual um pedaço quadrado de lado 2d foi retirado Quais são a a coordenada x e b a coordenada y do centro de massa da parte restante 13 Um caçador se encontra sobre uma lagoa congelada sem atrito e usou um rifle que dispara balas de 42 g à 965 m s A massa do caçador incluindo o rifle é 725 kg o homem com a arma após disparar Calcule a velocidade de recuo do caçador se ele dispara o rifle a horizontal e b a 56 acima da horizontal 14 Dois asteróides de igual massa no cinturão entre Marte e Júpiter colidem entre si com um estouro luminoso O asteróide A que se deslocava inicialmente a 400 ms é desviado em 300 da sua direção original enquanto o asteróide B se desloca 450 da direção original de A a Universidade Federal Rural do Semiárido UFERSA PróReitoria de Graduação PROGRAD Curso Ciência e Tecnologia Disciplina Lista de Mecânica Clássica Profas Erlania Lima Ache a velocidade escalar de cada asteróide após a colisãob Qual a fração da energia cinética original do asteróide A se dissipa durante esta colisão 15 Você e seus amigos de física realizaram experimentos em uma lagoa congelada que serve como uma superfície horizontal sem atrito Samuel 80 kg recebeu um empurrão e desliza em direção ao leste Abigail 50 kg também recebe um impulso e desliza no norte Os dois colidem Após a colisão Samuel se move a 37 ao norte do leste com velocidade de 6 m s e Abigail 23 ao sul do leste com uma velocidade de 9 m s a Qual foi a velocidade de cada um antes da colisão b Quanto diminuiu a energia cinética total de duas pessoas durante um acidente 16 As esferas A 002 kg B de 003 kg e C com 005 kg se encontram na origem deslizando sobre uma mesa de ar sem atrito Figura abaixo As velocidades iniciais de A e B são mostrados na Figura As esferas se encontram simultaneamente na origem a Que componentes x y deve ter a velocidade de C se após a colisão entre os objetos se têm uma velocidade de 05 m s no x b Se C tem uma velocidade no sentido contrário de a qual é a variação da energia cinética do sistema das três esferas como resultado da colisão