Quarta Lista de Exercícios - Capítulo 9

FAP0153 – Mecânica p/ Licenciatura – IME
Quarta Lista de Exercícios – Parte 1
1- Uma bola de 1,2 kg cai verticalmente sobre um piso, atingindo-o com uma
velocidade de 25m/s. Ela é rebatida com uma velocidade inicial de 10 m/s. (a) Que
impulso atua sobre a bola nesse contato (b) Se a bola fica em contato com o piso por
0,020 s, qual é a intensidade da força média da bola sobre o piso?
2- Um disco de 0,25 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície de gelo de
atrito desprezível. No instante t=0, uma força horizontal começa a atuar sobre o disco. A
força é dada por F = (12,0 -3,0t2) i, com F em newtons e t em segundos, e atua até que o
seu módulo se anule. (a) Qual é o módulo do impulso da força sobre o disco de t = 0,5 s
a t = 1,25 s? (b) Qual é a variação no momento do disco de t = 0 até o instante em que
F= 0?
3- Um carro de brinquedo de 5,0 kg pode se mover ao longo de um eixo x; a figura
abaixo mostra a componente x da força que atua sobre o carro, que parte do repouso em
t=0. Usando a notação de vetor unitário, qual é o vetor p em (a) t= 4,0s e (b) t= 7,0s (c)
qual é o vetor velocidade v em t= 9,0s ?
10
5
2
4
6
8
10
t(s)
5
4- Na figura a seguir, um bloco inicialmente em repouso explode em dois pedaços, L e
R, que deslizam sobre um piso em um trecho sem atrito e então entram em regiões com
atrito, onde terminam parando. O pedaço L, com uma massa 2,0 kg, encontra um
coeficiente de atrito cinético Le chega ao repouso em uma distância dL = 0,15 m.
O pedaço R encontra um coeficiente de atrito cinético Re desliza até o repouso
por uma distância dR = 0,25 m. Qual era a massa do bloco?



L
R
LR

5- Na figura abaixo, o bloco 1 de massa m1 desliza a partir do repouso ao longo de uma
rampa sem atrito a partir de uma altura h = 2,5 m e então colide com o bloco 2 de massa
m2 = 2m1, inicialmente em repouso. Após a colisão, o bloco 2 desliza em uma região
onde o coeficiente de atrito cinético é 0,5 e pára em uma distância d naquela região.
Qual o valor da distância d se a colisão é (a) elástica e (b) totalmente inelástica?
M1



 s/ atrito  


6- Uma bola de aço de massa 0,5kg está presa em uma extremidade de uma corda de
0,7m de comprimento. A outra extremidade está fixa. A bola é abandonada quando a
corda está na horizontal (veja fig. abaixo). Na parte mais baixa de sua trajetória, a bola
atinge um bloco de metal de 2,5kg inicialmente em repouso sobre uma superfície sem
atrito. A colisão é elástica. Encontre (a) a velocidade do bloco logo após a colisão (b) a
altura máxima que a bola alcança depois de colidir com o bloco
7- Uma bala de massa 10g atinge um pêndulo balístico de massa igual a 2kg. O centro
de massa do pêndulo sobe uma distância vertical de 12 cm. Supondo que a bala
permanece no interior do pêndulo, calcule a velocidade inicial da bala.
8- Uma colisão completamente inelástica ocorre entre duas bolas de massa de vidraceiro
úmidas que se movem diretamente uma contra a outra ao longo de um eixo vertical.
Imediatamente antes da colisão, uma bola, de massa 3kg desloca-se para cima a 20m/s e
a outra bola, de 2kg desloca-se para baixo a 12m/s. Qual a máxima altura acima do
ponto de colisão que as bolas unidas atingem? (Despreze a resistência do ar)
9- Um bloco de massa 1kg está em repouso sobre uma superfície sem atrito e tocando a
extremidade de uma mola relaxada, de k= 200N/m. A outra extremidade da mola está
presa a uma parede. Outro bloco de massa 2kg viaja a uma velocidade 4 m/s em direção
ao primeiro bloco, colide com ele e então os dois blocos grudam um no outro. (a) Qual a
velocidade do conjunto? (b) Qual a deformação máxima na mola, exercida pelos
blocos?
10- Na figura abaixo, o disco 1 de massa 0,2kg é lançado deslizando sobre uma bancada
de laboratório sem atrito, até sofrer uma colisão unidimensional com um disco 2, em
repouso. O disco 2 é então arremessado da bancada e aterrissa a uma distância d medida
a partir da base da bancada. O disco 1 é rebatido de volta na colisão e é arremessado na
extremidade oposta da bancada, aterrissando a uma distância 2d, medida a partir da base
oposta. Qual a massa do disco 2?
1
2
2d
d
11- Um próton-projétil, com uma velocidade de 500 m/s colide elasticamente com outro
próton-alvo inicialmente em repouso. Os dois prótons se movem então ao longo de
trajetórias perpendiculares, com a trajetória do próton-projétil a 60 graus em relação à
direção inicial. Após a colisão, quais são as velocidades (a) do próton-alvo e (b) do
próton-projétil?
60o
V=500m/s
v=0
12- Uma sonda espacial de 6090kg, movendo-se com o nariz à frente em direção à
Júpiter com 105m/s, aciona o motor de seu foguete, ejetando 80kg de produtos de
exaustão a uma velocidade de 253m/s em relação à sonda espacial. Qual a velocidade
final da sonda?