Transcript momentum linear

Caderno de
exercícios
Nome
MOMENTO LINEAR
ou MOMENTUM LINEAR.
Momentum linear é o produto da massa de
um ponto material pela sua velocidade.
Qual o vetor momentum linear de um
carro de 700kg que se movimenta com
uma velocidade constante de 70 km/h na
direção e sentido do eixo x?
Tarefa: busque no livro o conceito de
impulso e o teorema impulsomomentum,
para
resolver
as
situações-problema seguintes.
1) Uma “importante” e complexa
interação acontece quando uma bola de
500 g chutada por um jogador atinge a
trave, onde a velocidade da bola muda.
Analise esta situação e responda:
a) sabendo que a velocidade da bola
imediatamente antes e depois de bater
na trave, era respectivamente de 25m/s e
18m/s, na direção horizontal:
o momentum
linear inicial
da bola é:
o momentum
linear final da
bola é:
b) o módulo da força que a bola atuou
na trave, sabendo que essa interação
durou 0,12s é:
2) Uma bola de 200 g de massa
movendo-se horizontalmente colide
com uma parede rígida e vertical,
retornando na mesma direção com
módulo de sua velocidade igual ao de
incidência de 10 m/s. O tempo de
interação entre a bola e a parede foi
de 0,1s. Determine o módulo da força
média exercida pela bola sobre a
parede.
Lembre-se que, conforme a 2ª lei de
Newton, a força resultante que age num
sistema de partículas é igual a


dP
FR 
dt
Assim, a taxa de variação do momentum
total do sistema é igual a força resultante
que atua sobre o sistema,
Vamos supor agora, que força resultante
que age num sistema de partículas é
nula, então:
3) Uma bala de 10 g é disparada por uma
arma de 3 kg com velocidade de 500m/s.
a) Sabendo que os gases em expansão
dentro da arma exercem forças sobre a
arma e sobre a bala, escreva as forças
que agem no sistema (arma + bala).
b) Quais são as forças internas do
sistema (arma + bala).?
c) Escreva o momentum inicial e
final do sistema.
4) Um bloco A de massa 3kg é lançado
com velocidade vA = 5m/s sobre uma
superfície horizontal sem atrito. O bloco
choca-se com uma esfera B de massa
2kg, inicialmente em repouso e suspensa
for um fio inextensível. Após a colisão, a
esfera atinge a altura máxima de 0,2m.
Determine:
a) o impulso que atuou sobre a esfera
durante a colisão
b) o trabalho realizado pela força impulsiva
sobre o bloco A, durante a colisão:
vA =
5m/s
CLIQUE na figura abaixo para observar e
analisar as colisões apresentadas e depois
realizar as seguintes tarefas:
5) Faça a escolha de uma colisão elástica
(escolha eta = 1) e escolha m1=5kg, m2=5kg,
v1=1m/s e v2= 60m/s. Qual a velocidade das
bolas imediatamente após a primeira
colisão?
Faça os cálculos para comprovar os
resultados.
6) Faça a escolha de uma colisão elástica
(escolha eta = 1) e escolha m1=5kg,
m2=1kg, v1= 5m/s e v2= 20 m/s. Qual a
velocidade das bolas imediatamente
após a primeira colisão, se elas
movimentam-se no mesmo sentido antes
da colisão?
Faça os cálculos para comprovar os
resultados.
7) Um projétil de massa 50g atinge um
pêndulo balístico com velocidade de 500
m/s, atravessando-o.
Supondo que o projétil
balístico se
movimenta sempre na horizontal, que o
pêndulo balístico tenha massa 2kg e que
se eleve 0,5m, determine:
a) a velocidade do projétil após colidir com
o pêndulo balístico
b) a variação da energia mecânica do
projétil.
8) Duas caixas de ferramentas, uma
de plástico de 0,5 kg e uma de aço de
4kg, encontram-se em repouso e
podem deslizar sem atrito sobre uma
superfície horizontal. É aplicado em
cada uma delas e ao mesmo tempo,
uma força horizontal, de mesmo
módulo e direção, para empurrar as
caixas para frente durante 5s. Ao final
dos 5s, o momentum da caixa de
plástico é maior, menor ou igual ao
momentum da caixa de aço?
Justifique a sua resposta.
9) Por que, normalmente, durante um
breve intervalo de tempo em que
ocorre uma colisão entre dois prontos
materiais A e B, ou uma interação
entre dois corpos as forças impulsivas
do sistema (ponto material A + ponto
material B) se cancelam?
10) Explique o conceito de impulso,
com suas palavras e não utilizando a
equação matemática.
11) Um taco de golfe segue se movendo
imediatamente após golpear uma bola. O
momentum linear do taco de golfe se
conserva?
Identifique
os
pontos
materiais que formam o sistema, nesta
colisão.
12) O gráfico ao lado mostra a variação
da força resultante em função do tempo
que atua sobre um bloco de massa igual
a 4kg e que se desloca sobre uma
superfície horizontal. Sabendo que o
bloco estava inicialmente em repouso,
determine:
c) o impulso que atuou sobre o bloco
nos primeiros 5s.
a) a velocidade do bloco no instante 10s;
F(N))
10
7
b) o trabalho realizado pela força
resultante nos 15s representados no
gráfico;
0
5
10
15
t
(s)
b) Numa colisão das bolas 1 e 2, em que
a velocidade da bola 1 é de 10m/s e a
bola 2 está em repouso, imediatamente
antes da colisão, qual o momentum
linear da bola 1?
CLIQUE EM MIM E RESPONDA
AS QUESTÕES ABAIXO
a) Qual a posição do centro de massa
das bolas 1 e 2 , quando a bola 1 tem
massa igual a 1 kg e a bola 2 tem
massa igual a 25 kg?
c) Atribua 1kg para a massa da bola 1 e
25 kg para a massa da bola 2. E escolha
10 m/s para velocidade da bola 1 (para a
direita) e 1 m/s para a velocidade da bola
2 (apara a esquerda). O que acontece
com o sentido do movimento das bolas 1
e 2 imediatamente após a colisão?
d) Que tipo de colisão você observou?