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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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