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Universidade Estadual do Oeste do Paraná – UNIOESTE
Física Geral I
Curso: Licenciatura em Química
Professor: Rafael T Juliani
Sistemas de Partículas, Colisões e Rotação
1.
A que distância o centro de massa do sistema Terra-Lua se encontra do centro da
Terra? A massa da Terra é mT =5,98×10 24 kg e a massa da Lua é m L =7,36×10 22 kg
e a distância da Terra até a Lua é 3,82×10 8 m .
2. Quais são as coordenadas do centro de massa das três partículas P⃗1=(0,0) ,
P⃗2=(1,2) e P⃗3=(2,1) , sabendo que suas massas são 3,0 kg, 8,0 kg e 4,0 kg
respectivamente?
3. Qual o momento linear de um automóvel que pesa 16.000 N e está viajando a
88km/h?
4. Suponha que sua massa é de 80kg. Com que velocidade teria que correr para ter o
mesmo momento linear que um automóvel de 1.600 kg viajando a 1,2 km/h?
5. O momento linear de uma partícula viajando a 1,5×108 m/ s é 2,9×10−19 kg.m/s .
Determine a massa da partícula e portanto sua identidade com base neste
resultado experimental.
6. Um homem de 100 kg, de pé em uma superfície de atrito desprezível, dá um chute
em uma pedra de 0,70 kg, fazendo com que ela adquira uma velocidade de 3,9
m/s. Qual a velocidade do homem depois do chute?
7. O momento linear de um carro de 1.500 kg aumenta de 9,0×103 kg.m/ s em 12 s.
(a) Qual a intensidade da força que acelerou o carro? (b) De quanto aumentou o
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módulo da sua velocidade?
8. Um taco de sinuca atinge uma bola, exercendo uma força média de 50 N em um
intervalo de tempo de 10 ms. Se a bola tivesse massa de 0,20 kg, que velocidade
ela teria após o impacto?
9. Um elefante enfurecido aproxima-se, 2,1 m/ s , de uma mosca que flutua no ar.
Supondo que a colisão seja elástica, a que velocidade a mosca é arremessada?
10. Um elétron colide elasticamente com um átomo de hidrogênio inicialmente em
repouso. (Todos os movimentos são ao longo da mesma linha reta.) Que
porcentagem da energia cinética inicial do elétron se transfere para o átomo de
hidrogênio? A massa do átomo de hidrogênio é 1840 vezes a do elétron.
11. Um projétil de 5,2 g, deslocando-se a 672 m/s, atinge um bloco de madeira de 700
g em repouso sobre uma superfície sem atrito. O projétil emerge do outro lado do
bloco com sua velocidade reduzida para 428 m/s. Encontre a velocidade resultante
do bloco.
12. Um carro de 340 g de massa, deslocando-se em um trilho de ar linear sem atrito, a
uma velocidade inicial de 1,2 m/s, atinge um segundo carro de massa
desconhecida, inicialmente em repouso. A colisão entre eles é elástica. Após a
mesma, o primeiro carro continua em seu sentido original a 0,66 m/s. (a) Qual é a
massa do segundo carro? (b) Qual é a velocidade após o impacto?
13. Um projétil de 4,5 g de massa é disparado horizontalmente contra um bloco de
madeira de 2,4 kg, em repouso sobre uma superfície horizontal. O coeficiente de
atrito cinético entre o bloco e superfície é 0,2. O projétil entra em repouso no bloco,
que se desloca por 1,8 m. (a) Qual é a velocidade do bloco, imediatamente após o
projétil entrar em repouso dentro dele? (b) A que velocidade é disparado o projétil?
14. (a) Que ângulo, em radianos, é formado por um arco de 1,80 m de comprimento
num círculo de 1,20 m de raio? (b) Expresse esse ângulo em graus. (c) O ângulo
entre dois raios de um círculo é 0,620 rad. Se o raio maior for 2,40 m, qual é a
extensão do arco subentendido?
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15. Um disco, rodando inicialmente a 120 rad/s, diminui a rotação com uma aceleração
angular constante de módulo igual a 4,0 rad/ s 2 . (a) Quanto tempo decorre antes
dele parar? Quantas voltas completas ele dá até parar?
16. Calcule o momento de inércia de uma roda que tem 20 KJ de energia cinética ao
girar 600 vezes por minuto.
17. Seja uma roda de raio R e massa m. Qual é o módulo da força horizontal F, a partir
da qual ergue a roda sobre um degrau de altura h = R/2, quando aplicada no seu
eixo?
18. Um motor de automóvel desenvolve 100 hp (74,6 kW), quando gira a uma
velocidade de 1800 rev/min (rpm). Qual é o seu torque?
19. Um aro fino de 32,0 kg tem 1,20 m de raio e está girando a 280 rev/min. Ele é
parado em 15,0 s. (a) Qual é o trabalho realizado para pará-lo? (b) Qual é a
potência necessária?
20. Uma força é aplicada tangencialmente à borda de uma polia que tem 10 cm de raio
e momento de inércia de 1,0 x 10−3 kg.m2 em relação a seu eixo. A força tem módulo
variável com o tempo, segundo a relação F =0,50 t+ 0,30 t 2 , com F em newtons e t
em segundos. A polia está inicialmente em repouso. Em t = 3,0 s, quais são (a) sua
aceleração angular e (b) sua velocidade angular?
21. Os pneus de um automóvel, que trafega a 80,0 km/h, têm 75,0 cm de diâmetro. (a)
Qual é a velocidade angular dos pneus em torno do eixo? (b) Se o carro chegar ao
repouso, uniformemente, após 30,0 voltas dos pneus (sem derrapar), qual será a
aceleração angular das rodas? (c) Qual é a distância percorrida pelo carro durante
o período de frenagem?
22. Uma viga de 3 m de comprimento e massa de 120 kg, está apoiada nas suas
extremidades A e B e suporta duas cargas de 12 kg e 8 kg a 1 m e 2 m
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respectivamente do apoio A. Determinar as reações nos apoios.