COLÉGIO PEDRO II – SISTEMA ISOLADO – Prof

COLÉGIO PEDRO II – SISTEMA ISOLADO – Prof. Sergio Tobias
1) Um corpo A com massa M e um corpo B com massa 3M estão
em repouso sobre um plano horizontal sem atrito como mostra a
figura a seguir. Entre eles existe uma mola, de massa desprezível,
que está comprimida por meio de um barbante tensionado que
mantém ligados os dois corpos. Num dado instante, o barbante é
cortado e a mola distende-se, empurrando as duas massas, que dela
se separam e passam a se mover livremente. Designando-se por T a energia cinética, pode-se afirmar que:
a) 9TA = TB.
b) 3TA = TB.
c) TA = TB.
d) TA = 3TB..
e) TA = 9TB.
2) Todo caçador, ao atirar com um rifle, mantém a arma firmemente apertada contra o ombro evitando assim o "coice"
da mesma. Considere que a massa do atirador é 95,0 kg, a massa do rifle é 5,00 kg e a massa do projétil é 15,0 g a qual
é disparada a uma velocidade de 3,00 × 104 cm/s. Nestas condições, a velocidade de recuo do rifle (Vr) quando se
segura muito frouxamente a arma e a velocidade de recuo do atirador (Va) quando ele mantém a arma firmemente
apoiada no ombro serão, respectivamente:
a) 0,90 m/s; 4,7 × 10-2 m/s.
b) 90,0 m/s; 4,7 m/s.
c) 90,0 m/s; 4,5 m/s.
d) 0,90 m/s; 4,5 × 10-2 m/s..
e) 0,10 m/s; 1,5 × 10-2 m/s.
3) Para medir a velocidade de uma bala, preparou-se um bloco de madeira
de 0,990 kg, que foi colocado a 0,80 m do solo, sobre uma mesa plana,
horizontal e perfeitamente lisa, como mostra a figura adiante. A bala,
disparada horizontalmente contra o bloco em repouso, alojou-se nele, e o
conjunto (bala + bloco) foi lançado com velocidade V, atingindo o solo a
1,20 m da borda da mesa.
a) Adotando g = 10 m/s2, determine a velocidade V do conjunto, ao
abandonar a mesa. (Despreze a resistência e o empuxo do ar.)
3 m/s
b) Determine a velocidade com que a bala atingiu o bloco, sabendo-se que
sua massa é igual a 0,010 kg.
300 m/s
4) Uma bomba explode em três fragmentos na forma mostrada na figura a seguir.
a) Ache v1 em termos de v0.
6v
b) Ache v2 em termos de v0.
2v
c) A energia mecânica aumenta, diminui ou permanece a mesma? Justifique.
0
0
E cinética antes do choque = (m.v02)/2 depois do choque: E cinética depois do choque = [m/6.(6. V0)2]/2 + [m/3.(3. v0) 2]/2 + [m/2.(2. v0) 2]/2 → E
cinética depois do choque = (11m. v02)/2. Logo a energia mecânica aumenta.
5) No quadriculado da figura estão representados, em sequência, os vetores quantidade de
movimento da partícula A antes e depois de ela colidir elasticamente com a partícula B, que se
encontrava em repouso.
Sabe-se que a soma das energias cinéticas das partículas A e B manteve-se constante, antes e depois
do choque, e que nenhuma interação ocorreu com outros corpos. O vetor quantidade de movimento
da partícula B após o choque está melhor representado por:
(b)
6) Um astronauta flutuando no espaço lança horizontalmente um objeto de massa m = 5 kg com velocidade de 20 m/s,
em relação ao espaço. Se a massa do astronauta é de 120 kg, e sua velocidade final horizontal v = 15 m/s está na
mesma direção e sentido do movimento da massa m, determine a velocidade do astronauta antes de lançar o objeto.
a) 11,2 m/s.
b) 12,2 m/s.
c) 13,2 m/s.
d) 14,2 m/s.
e) 15,2 m/s..
7) Um caminhão, parado em um semáforo, teve sua traseira atingida por um carro. Logo após o choque, ambos foram
lançados juntos para frente (colisão inelástica), com uma velocidade estimada em 5 m/s (18 km/h), na mesma direção
em que o carro vinha. Sabendo-se que a massa do caminhão era cerca de três vezes a massa do carro, foi possível
concluir que o carro, no momento da colisão, trafegava a uma velocidade aproximada de
a) 72 km/h..
b) 60 km/h.
c) 54 km/h.
d) 36 km/h.
e) 18 km/h.
8) Na figura, um gato de massa m encontra-se parado próximo a uma das
extremidades de uma prancha de massa M que flutua em repouso na
superfície de um lago. A seguir, o gato salta e alcança uma nova posição na
prancha, à distância L. Desprezando o atrito entre a água e a prancha, sendo š
o ângulo entre a velocidade inicial do gato e a horizontal, e g a aceleração da
gravidade, indique qual deve ser a velocidade u de deslocamento da prancha
logo após o salto.
(d)
9) Um patinador de massa m2 = 80 kg, em repouso, atira uma bola de massa m1 = 2,0 kg para frente com energia
cinética de 100 J. Imediatamente após o lançamento, qual a velocidade do patinador em m/s?
(Despreze o atrito entre as rodas do patins e o solo)
a) 0,25..
b) 0,50.
c) 0,75.
d) 1,00.
e) 1,25.
10) Dois blocos A e B, de massas mA = 0,2 kg e mB = 0,8 kg, respectivamente,
estão presos por um fio, com uma mola ideal comprimida entre eles. A mola
comprimida armazena 32 J de energia potencial elástica. Os blocos estão
inicialmente em repouso, sobre uma superfície horizontal e lisa. Em um dado
instante, o fio se rompe liberando os blocos. Calcule a velocidade do bloco A,
em m/s.
16 m/s
11) Uma garota e um rapaz, de massas 50 quilogramas e 75 quilogramas, respectivamente, encontram-se parados em
pé sobre patins, um em frente do outro, num assoalho plano e horizontal. Subitamente, a garota empurra o rapaz,
aplicando sobre ele uma força horizontal média de intensidade 60 N durante 0,50 s.
a) Qual é o módulo do impulso da força aplicada pela garota?
30Ns
b) Desprezando quaisquer forças externas, quais são as velocidades da garota (vg) e do rapaz (vr) depois da interação?
0,6 m/s e 0,4 m/s
12) Uma granada é lançada verticalmente com uma velocidade V0. Decorrido um tempo, sua
velocidade é V0/2 para cima, quando ocorre a explosão. A granada fragmenta-se em quatro
pedaços, de mesma massa, cujas velocidades imediatamente após a explosão são
apresentadas na figura.
Considerando a conservação da quantidade de movimento, e, dentre as alternativas possíveis
que relacionam o módulo da velocidade, assinale a única correta:
a) |V1| > |V2| e |V3| = |V4|..
b) |V1| > |V2| e |V3| > |V4|.
c) |V1| = |V2| e |V3| = |V4|.
d) |V1| > |V2| e |V3| < |V4|.
e) |V1| < |V2| e |V3| = |V4|.
13) Núcleos atômicos instáveis, existentes na natureza e
denominados isótopos radioativos, emitem radiação
espontaneamente. Tal é o caso do Carbono-14 (14C), um emissor
de partículas beta (). Neste processo, o núcleo de 14C deixa de
existir e se transforma em um núcleo de Nitrogênio-14 (14N), com
a emissão de um anti-neutrino V e uma partícula
14C → 14N + V
Os vetores quantidade de movimento das partículas, em uma
mesma escala, resultantes do decaimento beta de um núcleo de
14
C, em repouso, poderiam ser melhor representados, no plano do
papel, pela figura:
(d)