Lista de Impulso e Quantidade de Movimento III

Tv Antenor Ferreira de Rezende, 98 – Sto. Antonio
Cap. 16
Ass.: Impulso e Quantidade de Movimento
1. Definição de impulso ( )
*Grandeza vetorial
2. Impulso de Força Variável
*A área de um gráfico de força em função do tempo
é numericamente igual ao módulo do
impulso.
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Física
2) Um projétil de massa
incide
horizontalmente sobre uma tábua com velocidade
de
e a abandona com velocidade
horizontal e de mesmo sentido de valor
. Qual a intensidade do impulso
aplicado ao projétil pela tábua?
3)
Determine:
3. Teorema do Impulso
“O impulso da força resultante é igual à variação do vetor
quantidade de movimento.”
Exercícios:
1) O gráfico mostra a variação da intensidade da
força de direção constante que atua num ponto
material de massa
. Admita em
. Determine:
a) A intensidade do impulso que a parede faz
sobre o corpo m.
b) A intensidade da força que a parede faz
sobre o corpo de massa m.(Considere que a
duração do choque foi de
)
4. Sistema isolado de forças externas
a) O módulo do impulso de
0 a 10s.
no intervalo de tempo
b) Sua velocidade em
.
Curso EsPCEx
Situação: A figura representa dois corpos A e B uma
mola de constante elástica , no exato instante em que o
sistema é abandonado. Dados:
a) Coloque as forças nos blocos A e B.(Despreze os
atritos)
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Observação 1: Forças externas ao sistema são aquelas
feitas por agentes que não pertençam ao sistema.
b) Quais são as forças externas ao sistema
composto pelos corpos A, B e a mola?
c) Calcule a energia mecânica do sistema antes do
abandono.
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Física
h) Considerando que, depois que os corpos
abandonam a mola, a velocidade de A é
,
calcule a velocidade de B.
i) Calcule a energia mecânica depois do abandono.
d) O sistema é ou não conservativo?
e) Calcule a resultante das forças externas.
6. Problemas envolvendo sistemas isolados
I. “Problemas envolvendo disparos”
Um canhão de artilharia horizontal de 1 t dispara
uma bala de 2kg que sai da peça com velocidade
de
. Admita a velocidade da bala
constante no interior do canhão. Determine a
velocidade de recuo da peça do canhão.
f) Calcule o impulso do sistema.
Observação 2: Para calcularmos o impulso do sistema,
devemos usar o somatório das forças externas (resultante
das forças externas).
g) Qual a variação do vetor quantidade de
movimento?
5. Princípio da conservação da quantidade de
movimento.
Caso o sistema seja isolado de forças externas (a
resultante das forças externas seja nula) a quantidade de
movimento do sistema permanece constante.
Curso EsPCEx
II.
“Problema do homem andando sobre uma
canoa”
Um homem de massa m está sentadona popa de
um barco em repouso, num lago. A massa do
barco é
e seu comprimento é
.
O homem levanta-se e anda em direção à proa.
Desprezada a resistência da água, determine a
distância que o bote percorre durante o percurso
do homem da popa à proa.
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III.
“Problemas envolvendo explosões”
Um foguete de massa m move-se no espaço
sideral com velocidade de módulo v. Uma
repentina explosão fragmenta esse foguete em
duas partes iguais que continuam a se
movimentar na mesma direção e no mesmo
sentido que o foguete original. Uma das partes
está se movimentando com velocidade de
módulo
. Qual é o módulo da velocidade da
outra parte?
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Física
7. Choques
Calcule a velocidade relativa antes e depois do choque
em cada caso.
a)
b)
IV.
“Problemas envolvendo choques”
Seja o corpo A de massa
que se move
horizontalmente numa mesa lisa e se choca com
o corpo B de massa
inicialmente em repouso.
A velocidade
de A é igual a
, na
direção
indicada na figura, tal que
. Após o choque, A sai na direção x
com velocidade
e B sai na direção y.
Determine .
8. Coeficiente de restituição
Calcule os coeficientes de restituição para os casos a e b
do item 7.
a)
b)
Curso EsPCEx
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9. Classificação dos choques
9.1. Choque perfeitamente elástico
*Conserva energia e quantidade de movimento.
Exemplos:
1) Dois corpos A e B iguais e de mesma massa m estão
numa mesa perfeitamente lisa e horizontal. A choca-se
com B, num choque perfeitamente elástico e frontal, com
velocidade . Considere que o corpo B inicialmente está
em repouso. Calcule a velocidade de B após o choque.
Observação 3: Adote
sempre com o mesmo
sentido, pois em muitos casos não seremos capazes de
prever os sentido das velocidades após o choque. Caso o
resultado for negativo, significa que a velocidade tem
sentido oposto ao adotado.
Observação 4: Quando o choque entre os dois corpos de
mesma massa for perfeitamente elástico, ocorre a troca
das velocidades. Ou seja,
.
2) Seja um choque perfeitamente elástico de dois corpos
A e B. Determine as velocidades de A e B após o choque.
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Física
9.2. Choque perfeitamente inelástico
*Conserva apenas quantidade de movimento.
*Ocorre com maior perda de energia mecânica.
Exemplo: Um vagão de 10 toneladas desloca-se a
sobre trilhos horizontais. Chocando-se com
outro vagão carregado e de 20 toneladas, em repouso e
com o freio solto. Se os dois carros engatam, determine
sua velocidade após o choque e o decréscimo da energia
resultante da colisão.
9.3. Choque parcialmente elástico
*Conserva apenas quantidade de movimento
Exemplo: Os dois corpos da figura de massas
e
, deslocam-se numa mesa
perfeitamente lisa com velocidade de módulos
e
, respectivamente. Sendo
o
coeficiente de restituição do choque entre os corpos,
determine os módulos das velocidades de A e B após a
colisão e o sentido de seus movimentos.
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