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Exercícios sobre teorema do impulso

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre o teorema do impulso, que diz que a variação da quantidade de movimento é igual ao impulso produzido por uma força.

  • Questão 1

    Um objeto desloca-se com momento linear igual a 50 kg.m/s, mas choca-se com uma parede e gasta 0,02 s para parar. Por meio do teorema do impulso, determine o valor da força necessária para parar esse objeto.

    a) 1000 N

    b) 1500 N

    c) 2000 N

    d) 2500 N

    e) 3000 N

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  • Questão 2

    Um carro de massa igual a 1200 Kg desloca-se com velocidade igual a 36 km/h. Quando o motorista acelera o veículo, passa a se movimentar com velocidade igual a 54 Km/h. Se o tempo gasto para mudança de velocidade foi de 2 s, determine a força resultante que agiu sobre o veículo.

    a) 6000 N

    b) 5000 N

    c) 4000 N

    d) 3000 N

    e) 2000 N

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  • Questão 3

    (Unicamp-2013) Muitos carros possuem um sistema de segurança para os passageiros chamado airbag. Este sistema consiste em uma bolsa de plástico que é rapidamente inflada quando o carro sofre uma desaceleração brusca, interpondo-se entre o passageiro e o painel do veículo. Em uma colisão, a função do airbag é

    a) aumentar o intervalo de tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.

    b) aumentar a variação de momento linear do passageiro durante a colisão, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.

    c) diminuir o intervalo de tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.

    d) diminuir o impulso recebido pelo passageiro devido ao choque, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.

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  • Questão 4

    (FGV) Um brinquedo muito simples de construir e que vai ao encontro dos ideais de redução, reutilização e reciclagem de lixo é retratado na figura.

    A brincadeira, em dupla, consiste em mandar o bólido de 100 g, feito de garrafas plásticas, um para o outro. Quem recebe o bólido, mantém suas mãos juntas, tornando os fios paralelos, enquanto, aquele que o manda, abre com vigor os braços, imprimindo uma força variável, conforme o gráfico.

    Considere que:

    • a resistência ao movimento causada pelo ar e o atrito entre as garrafas com os fios sejam desprezíveis;

    • o tempo que o bólido necessita para deslocar-se de um extremo ao outro do brinquedo seja igual ou superior a 0,60 s.

    Dessa forma, iniciando a brincadeira com o bólido em um dos extremos do brinquedo, com velocidade nula, a velocidade de chegada do bólido ao outro extremo, em m/s, é de

    a) 16

    b) 20

    c) 24

    d) 28

    e) 32

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Respostas

  • Resposta Questão 1

    LETRA “D”

    Aplicando o teorema do impulso, temos:

    I = ΔQ

    Como I = F.Δt, temos:

    F.Δt = ΔQ

    A variação da quantidade de movimento do objeto vai de 50 kg.m/s para zero, logo, podemos concluir que ΔQ = 50 Kg.m/s. Sendo assim, temos:

    F.0,02 = 50

    F.2x10 – 2 = 50

    F =    50  
               2x10 – 2

    F = 25 x 102

    F = 2500 N

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  • Resposta Questão 2

    LETRA “D”

    Aplicando o teorema do impulso, temos:

    I = ΔQ

    Como I = F.Δt e Q = m.v, temos:

    F.Δt = mv – mv0

    F.Δt = m (v – v0)

    F = m (v – v0)
          Δt

    Transformando as velocidades, teremos: 54 km/h ÷ 3,6 = 15 m/s; 36 km/h ÷ 3,6 = 10 m/s, então:

    F = 1200.(15 - 10)
         2

    F = 1200 . 5 = 600.5 = 3000 N
    2                   

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  • Resposta Questão 3

    LETRA “A”

    A partir do teorema do impulso, temos:

    I = ΔQ

    F.Δt = m.Δv

    F= m.Δv
         Δt

    Por meio dessa última relação, podemos perceber que a força é inversamente proporcional ao intervalo de tempo, logo, a função do airbag é aumentar o intervalo de tempo de colisão entre o passageiro e o carro para reduzir a força recebida.

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  • Resposta Questão 4

    LETRA “C”

    O impulso é numericamente igual à área do gráfico F x t. Como a figura geométrica que aparece no gráfico é um triângulo, temos:

    I = base x altura
         2

    I = 0,6 . 8
        2

    I = 2,4 N.s

    A determinação da velocidade de chegada do bólido será feita por meio do teorema do impulso:

    I = ΔQ

    I = m . Δv

    I = m . (v – v0)

    2,4 = 0,1 . (v – 0)

    v = 2,4 / ,01

    v = 24 m/s

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