Lista de exercícios: 10

Universidade Estadual de Maringá
Central de Estágios
Lista de exercícios: 10
que o terreno é plano e que a resistência do ar pode
ser desprezada?
Curso: Engenharia Agrícola
Disciplina: Física I
1. Um bloco sobre um piso horizontal está inicialmente
em repouso, em movimento no sentido positivo de
um eixo 𝑥 ou em movimento no sentido negativo do
mesmo eixo. O bloco explode em dois pedaços que
continuam a se mover ao longo do eixo 𝑥. Suponha
que o bloco e os dois pedaços formem um sistema
fechado e isolado. A figura 1 mostra seis
possibilidades para o gráfico dos momentos do
bloco e dos pedaços em função do tempo 𝑡. Indique
as possiblidades que representam situações
fisicamente impossíveis e explique por quê?
Fig. 2. Problema 3.
4. Uma bola de 1,2 kg cai verticalmente em um piso
com uma velocidade de 25 m/s e ricocheteia com
uma velocidade inicial de 10 m/s. (𝑎) Qual é o
impulso recebido pela bola durante o contato com o
piso? (𝑏) Se a bola fica em contato com o piso por
0,020 s qual é a força média exercida pela bola sobre
o piso?
5. A figura 3 mostra uma bola de beisebol de 0,300 kg
Fig. 1. Problema 1.
2. Uma pedra é deixa cair em 𝑡 = 0. Uma segunda
imediatamente antes e imediatamente depois de
colidir com um taco. Imediatamente antes a bola tem
uma velocidade 𝑣⃗1 de módulo 12,0 m/s e ângulo
𝜃1 = 35∘ . Imediatamente depois a bola se move para
cima na vertical com uma velocidade 𝑣⃗2 de módulo
10,0 m/s. A duração da colisão é de 2,00 ms. Quais
são (𝑎) o módulo e (𝑏) a orientação (em relação ao
semieixo 𝑥 positivo) do impulso do taco sobre a
bola? Quais são (𝑐) o módulo e (𝑑) o sentido da força
média que o taco exerce sobre a bola?
pedra, com uma massa duas vezes maior, é deixada
cair do mesmo ponto em 𝑡 = 100 ms. (𝑎) A que
distância do ponto inicial da queda está o centro de
massa das duas pedra em 𝑡 = 300 ms? (Suponha que
as pedras ainda não chegaram ao solo.) (𝑏) Qual é a
velocidade do centro de massa das duas pedras
nesse instante?
3. Um canhão dispara um projétil com uma velocidade
inicial 𝑣𝑜 = 20 m/s e um ângulo 𝜃𝑜 = 60° com a
horizontal. No ponto mais alto da trajetória o objeto
explode em dois fragmentos de massas iguais (fig.
2). Um fragmento, cuja velocidade imediatamente
após a colisão é zero, cai verticalmente. A que
distância do canhão cai o outro fragmento, supondo
Fig. 3 Problema 5.
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6. Na vista superior da figura 4, uma bola de 300 g com
uma velocidade escalar 𝑣 de 6,0 m/s se choca com
uma parede com um ângulo 𝜃 de 30∘ e ricocheteia
com a mesma velocidade escalar e o mesmo ângulo.
A bola permanece em contato com a parede por
10 ms. Em termos dos vetores unitários, quais são
(𝑎)o impulso da parede sobre a bola e (𝑏) a força
média da bola sobre a parede?
velocidade final do bloco 3? (𝑏) A velocidade, (𝑐) a
energia cinética e (𝑑) o momento do bloco 3 são
maiores, menores ou iguais aos valores iniciais do
bloco 1?
Fig. 5. Problema 10.
Fig. 4. Problema 6.
7. Um homem de 91 kg em repouso sobre uma
superfície de atrito desprezível arremessa uma
pedra de 68 g com uma velocidade horizontal de
4,0 m/s. Qual é a velocidade do homem após o
arremesso?
8. Uma bala com 10 g de massa se choca com um
pêndulo balístico com 2,00 kg de massa. O centro de
massa do pêndulo sobe uma distância vertical de
12 cm. Supondo que a bala fica alojada no pêndulo,
calcule a velocidade inicial da bala.
9. Um corpo com 2,0 kg de massa sofre uma colisão
elástica com outro corpo em repouso e continua a se
mover na mesma direção e sentido, mas com um
quarto da velocidade inicial. (𝑎) Qual é a massa do
outro corpo? (𝑏) Qual é a velocidade do centro de
massa dos dois corpos se a velocidade inicial do
corpo de 2,0 kg era 4,0 m/s?
10. Redutor de velocidade. Na figura 5 o bloco 1, de massa
𝑚1 , desliza ao longo de um eixo 𝑥 sobre um piso sem
atrito com uma velocidade de 4,00 m/s, até sofre
uma colisão elástica unidimensional com o bloco 2,
de massa 𝑚2 = 2,00𝑚1 , inicialmente em repouso.
Em seguida, o bloco 2 sofre uma colisão elástica
unidimensional com o bloco 3, de massa 𝑚3 =
2,00 𝑚2 , incialmente em repouso. (𝑎)Qual é a
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