Lista de Exercicios Resolvidos - Colisões Fisica UFERSA

Universidade Federal Rural do SemiÁrido Centro Multidisciplinar de Pau dos Ferros Professor Sharon Dantas da Cunha Trabalho Colisões Valor 15 na terceira unidade Data de entrega 13 de novembro via tarefa no SIGAA 1 Uma bala de 354 g é atirada horizontalmente sobre dois blocos em repouso sobre uma mesa sem atrito como mostra a figura a A bala passa através do primeiro bloco de 122 kg de massa e fica engastada no segundo de massa de 178 kg Os blocos adquirem as velocidades de 0630 ms e 148 ms respectivamente conforme a figura b Desprezando a massa removida do primeiro bloco pela bala determine a A velocidade da bala imediatamente após emergir do primeiro bloco e b sua velocidade original R a vbf 746 ms b vbi 963 ms 2 Em uma partida de bilhar americano um taco acerta uma bola em repouso e exerce uma força média de 50N durante 10 ms Se a bola tiver uma massa de 02 kg que velocidade ela terá imediatamente após o impacto R 25 ms 3 Uma bola de 12 kg cai na vertical sobre um piso acertandoo com uma velocidade de 25 ms Ela ressalta com uma velocidade inicial de 10 ms a Que impulsão atua sobre a bola durante o contato b Se a bola estiver em contato com o piso durante 002 s qual a intensidade da força média que a bola exerce sobre o piso R a 42 Ns b 2100N 4 Um jogador de golfe atinge uma bola dandolhe uma velocidade inicial de módulo 50 ms dirigida 30º acima da horizontal Supondo que a massa da bola seja 46 g e que a bola e o taco permaneçam em contato por 17 ms encontre a o impulso sobre a bola b o impulso sobre o taco c a força média exercida sobre a bola pelo e d o trabalho realizado sobre a bola R a 23 Ns no sentido inicial do vôo b 23 Ns no sentido oposto do item a c 1400 N no sentido inicial do vôo d 58 J 5 Um bloco A de 05 kg a uma velocidade de 2 ms da esquerda para direita colide frontalmente com um bloco B 030 kg a uma velocidade de 20 ms da direita para esquerda Sendo essa uma colisão elástica quais são as velocidades dos blocos A e B após a colisão R v 1 ms e v 3 ms 6 Suponha que a colisão da questão anterior seja inelástica e os dois blocos fiquem grudados após a colisão Dessa forma calcule a velocidade desse conjunto após a colisão e compare a energia cinética antes e após a colisão R v 050 ms e Kantes 1 J e Kdepois 06 J 7 Em um experimento de pêndulo balístico suponha que h 5 cm m1 5 g e m2 1 kg Encontre a a velocidade inicial da bala e b a energia mecânica perdida devido a colisão R a 19898 ms b 9849 J 8 Um jogador de tênis recebe uma bola 006 kg que viaja horizontalmente a 50 ms e rebate a mesma invertendo o sentido de sua velocidade com a bola viajando horizontalmente a 40 ms na direção oposta a Qual é o impulso exercido na bola pela raquete b Qual é o trabalho que a raquete realiza na bola R a J 54 i Ns b T 27 J 9 Uma metralhadora dispara projéteis de 50 g a uma velocidade de 1000 ms O atirador segurando a arma em suas mãos pode exercer uma força média de 180 N contra ela Determine o número máximo de projéteis que ele pode disparar por minuto ao mesmo tempo em que ainda segura firmemente a metralhadora R 216 10 Uma bola de boliche de 7 kg colide frontalmente com um pino de 2 kg O pino segue adiante com uma velocidade de 3 ms Se a bola continua com uma velocidade de 18 ms qual era a velocidade inicial da bola Ignore a rotação da bola R v 27 ms 11 Um jogador de futebol americano de 90 kg correndo para leste com uma velocidade de 5 ms é abordado por um oponente de 95 kg correndo para o norte com uma velocidade de 3 ms Se a colisão é perfeitamente inelástica a calcule a velocidade e a direção dos jogadores imediatamente após a colisão e b determine a energia cinética perdida como consequência da colisão R a vf 243 i 77 j ms θ 724º na direção horizontal b ΔK 4483 J 12 Considere uma rampa curva sem atrito ABC como mostrada na figura ao lado Um bloco de massa m1 5 kg é liberado de A Ele sofre uma colisão frontal elástica em B com um bloco de massa m2 10 kg que está inicialmente em repouso Calcule a altura máxima na qual m1 retorna após a colisão R 0556 m 13 Em um jogo de sinuca a bola atinge outra inicialmente em repouso Após a colisão a bola branca deslocase a 35 ms ao longo de uma linha em ângulo de 22º com sua direção original de movimento e o módulo da velocidade da segunda bola é de 2 ms Encontre a entre a direção de movimento da segunda bola e a direção de movimento original da bola branca e b a velocidade original da bola branca c A energia cinética se conserva R a 41º b 476 ms c Não se conserva 14 Um corpo de 20 kg está se deslocando no sentido positivo do eixo x com uma velocidade de 200 ms quando devido a uma explosão interna quebrase em três partes Uma parte cuja massa é de 10 kg distanciase do ponto da explosão com uma velocidade de 100 ms ao longo do sentido positivo do eixo y Um segundo fragmento com massa de 4 kg deslocase ao longo do sentido negativo do eixo x com uma velocidade de 500 ms a Qual é a velocidade do terceiro fragmento de 6 kg de massa b Quanta energia foi liberada na explosão Ignore os efeitos devidos à gravidade R a v3 1014 ms b ΔK 3212724 J 15 Dois pêndulos ambos de comprimento L estão inicialmente posicionados como na figura a seguir O pêndulo da esquerda é liberado e atinge o outro Suponha que a colisão seja perfeitamente inelástica despreze as massas das cordas e quaisquer efeitos de atrito A que altura se eleva o centro de massa do sistema de pêndulos após a colisão R h m1 m1 m22 d 4a I Ft Q I m VF V0 I 46103 50 0 2300 103 23 Ns no sentido 30 ou seja sentido inicial do voo b I m VF V0 Q F t A força média que a taco aplica sobre a bola é igual a força média que a bola aplica sobre o taco e o tempo do contato é igual logo I 23 Ns 30 mesma direção mas sentido contrário c 23 F t F 23 17103 13533 N d Z Fd Ec Z m Vf2 Vi2 2 C 46103 2500 2 5 7600 103 575 J x 58 J 5 colisão elástica e 1 Qi Qf mA ViA mB ViB mAVFA mBVFB 1 06 05 VFA 03 VFB e Vr afastamento Vr aproximação VFA VFB 1 VFA VFB 1 VFB VFA 2 2 VFA 4VFA VFB 4 1 VFB 3 4 5 VFA 3 4 VFA 4 5 VF A 12 3 VFA 8 VFA 8 VFA 1 Em módulo VFA1 ms VFB 3 ms Levando em conta o sentido VFA 1 ms VFB 3 ms 6 Qi QF mAViA mBViB mA mBVF 1 06 VF 08 04 08 VF VF 05 ms Eci mAVA2 2 mBVB2 2 Ecf mA mBVF2 2 Eci 054 2 03 4 2 1 06 165 Ecf 08 0152 2 ECF 01 J 7 a Colisão inelástica mp vp mB mp VF Vp mB mp VF mp Vp 5 103 1 VF 3 103 Energia após a colisão mp mB VF2 2 mp mB g h VF 196 h VF 098 VF 0989 099 VF2 mp mB g h 2 mp mB VF 2gh Vp 0005 1 099 0005 19898 ms b Ecj 5 103 198982 2 98985 Ec f 40050992 2 04923 9898 0492 9849 J 11 a Qi Qf A 5 ms B 3 ms Qi 9052 9532 4502 2852 53266 Qf mA mBVF 53266 90 95VF VF 288 ms QA θ QB Qi θ θ B 285 285 tg θ 285 450 06333 θ arctg 06333 Continuacao da questao 15 m1 d m1 m2 h m12 d m1 m22 h h m12 m1 m22 d m1 m1m22 d 11 a 90 95 VF2 9052 9532 185 VF2 202500 81225 VF 392 ms QF 392 185 7252 Qix QFx Qiy QFy 450 185 VF x 95 3 185 VF y VF x 243 ms VF y 154 ms VF 243 154 j θ Qix QFx 450 185 VF x VF x 243 VF y 154 ms b Eci 90 25 2 95 9 2 1125 4275 15525 Ecf 185 2872 2 7619 ΔK 79065 θ 3236 tg θ 0633