Sistemas de partículas e conservação de momento

6ª LISTA DE EXERCÍCIOS – Fisica Basica - 2o semestre 2015
Prof Valmor Mastelaro
Sistemas de partículas e conservação de momento
1) Uma bola de 0,060kg é atirada diretamente contra uma parede com uma velocidade de 10m/s. Ela
rebate de volta com uma velocidade de 8,0 m/s. a) Qual é o impulso exercido sobre a parede? b) Se a
bola está em contato com a parede por 3.0 ms, qual é a força média exercida pela parede sobre a bola? c)
A bola rebatida é pegada por uma jagadora que a leva ao repouso. No processo, sua mão se move 0,5m
para trás. Qual é o impulso recebido pela jogadora? d) Qual é a força média exercida sobre a jogadora
pela bola? R. a) 1,1N·s b) 0,36 kN c) 0,48 N·s e d) 3,8 N
2) Um bloco de massa 3,0 kg está viajando para a direita a 5m/s, e um segundo bloco de 3,0 kg está
viajando para a esquerda a 2,0 m/s. a) Determine a energia cinética total dos dois blocos, b) Determine a
velocidade de centro de massa dos sistema de dois blocos, c) Determine a velocidade de cada bloco em
relação ao centro de massa, d) determine a energia cinética dos blocos em relação ao centro de massa.
R. a) 43,5 J, b) 1,5 m/s, c) v1 rel = 3,5 m/s e v2 rel = -3,5 m/s e d) 37,0 J
3) Um bloco de massa m1 = 2,0 kg desliza sobre uma mesa sem atrito com uma rapidez de 10 m/s.
Diretamente à frebte dele e se deslocando no mesmo sentido com uma rapidez de 3,0 m/s, está um bloco
de massa m2= 5kg. Uma mola sem massa, de constante de força k = 1120N/m, está presa ao segundo
bloco, como mostra a Figura. a) Qual é a velocidade do centro do centro de massa do sistema? b)
Durante a colisão, a mola sofre uma compressão máxima de Δx. Qual é o valor de Δx? c) Os blocos
acabarão por se separar novamente. Quais são as velocidades dos dois blocos, após a separação, medidas
no referencial da mesa? R: a) 5m/s, b) 0,25m, c) v1f=0 e v2f=7m/s
4) Uma bala de 16g é atirada contra um pêndulo balístico de 1,5kg. Quando o pêndulo está em sua
altura máxima, os fios formam um ângulo de 60° com a vertical. Os fios tem 2,3m de comprimento.
Determine a velocidade da bala antes do impacto. R. 0,45 km/s
5) Um disco de 5,0 kg de massa, move-se a 2,0 m/s, se aproxima de um disco idêntico que está
estacionário sobre o gelo, sem atrito. Após a colisão, o primeiro disco emerge com uma velocidade v 1
formando um ângulo de 30° com sua orientação original de movimento; o segundo disco emerge com
uma velocidade v2 a 60°, como na Figura abaixo. a) Calcule v1 e v2, b) A colisão foi elástica, justifique.
R: a) v1 = 1,7 m/s e v2 1,0 m/s
6) Uma bola de aço de 1,0 kg e uma corda de 2,0m e massa desprezível formam um pêndulo simples
que pode pivotear sem atrito em torno do ponto O, como na Figura abaixo. Este pêndulo é largado do
repouso a partir de uma posição horizontal e, quando a bola está em sua posição mais baixa, ela colide
com um bloco de 1,0 kg que está em repouso sobre uma prateleira. Suponha a colisão perfeitamente
elástica e que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a prateleira vale 0,10. a) Qual é a
velocidade do bloco logo após o impacto? b) até que distância o bloco percorre antes de parar (suponha
a prateleira suficientemente longa)? R. a) 6,3 m/s e b) 20m