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Exercícios sobre conservação da quantidade de movimento

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a conservação da quantidade de movimento, grandeza também chamada de momento linear.

Questão 1

(IFSC) Um torcedor de futebol, durante uma partida do campeonato brasileiro de 2015, resolveu utilizar seus conhecimentos de Física para explicar diversas jogadas. Nessa perspectiva, leia com atenção as afirmações a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas:

( ) A força que o jogador exerce sobre a bola, ao chutá-la, é maior do que a força que a bola exerce sobre o pé do jogador.

( ) A energia cinética da bola em movimento é diretamente proporcional ao quadrado da sua velocidade.

( ) Se, em uma determinada jogada da partida, a bola cair verticalmente de uma altura, a energia potencial em relação à Terra será diretamente proporcional ao quadrado da altura.

( ) Na cobrança de um pênalti, o jogador altera a quantidade de movimento da bola, que, por sua vez, é novamente alterada quando a bola se choca com a rede.

Assinale a opção que contém a sequência CORRETA das respostas, de cima para baixo:

a) F, V, V, V.

b) V, F, F, V.

c) F, V, F, V.

d) F, F, V, V.

e) V, V, V, F.

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Questão 2

(Fameca-SP) Em um experimento de laboratório, uma mola de massa desprezível inicialmente comprimida é liberada e, ao distender-se, empurra um carrinho, ao qual está presa, e uma caixa apoiada sobre ele. Antes da distensão da mola, o conjunto estava em repouso. Quando a caixa perde o contato com a mola, sua velocidade tem módulo v em relação ao solo.

Desprezando-se todos os atritos e sabendo que a massa do carrinho sem a caixa é 5 vezes maior do que a massa da caixa, o módulo da velocidade adquirida pelo carrinho (V), em relação ao solo, no instante em que a mola para de empurrar a caixa é:

a) 0,75.v

b) 1,2.v

c) 0,20.v

d) 0,70.v

e) 1,6.v

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Questão 3

Determine a velocidade de recuo de um canhão de duas toneladas que dispara um projétil de 6 kg a uma velocidade de 300 m/s.

a) 1,2 m/s

b) 1,0 m/s

c) 2,0 m/s

d) 0,5 m/s

e) 0,9 m/s

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Questão 4

Um peixe de massa 4 m nada a 2 m/s. Em certo momento, ele vê uma presa de massa m vindo em sentido oposto a 0,5 m/s. Determine a velocidade do conjunto após o momento em que a presa foi devorada.

a) 2,0 m/s

b) 2,5 m/s

c) 1,5 m/s

d) 1,0 m/s

e) 0,5 m/s

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra C

Falsa. Segundo a terceira lei de Newton, as forças apresentam mesma intensidade.

Verdadeira. A energia cinética é definida como ½ m.v2.

Falsa. A energia potencial gravitacional não depende do quadrado da altura.

Verdadeira. Sempre que há alteração de velocidade, há mudança na quantidade de movimento.

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Resposta Questão 2

Letra C

Pela conservação da quantidade de movimento, podemos escrever:

QINICIAL = QFINAL

Adotando o sentido de movimento do carrinho como positivo e sabendo que inicialmente a quantidade de movimento é nula, pois o conjunto está em repouso, temos:

0 = 5m.V – m.v

m.v = 5m.V

(m.v) ÷ (5m) = V

V = 1/5 .v = 0,20 .v

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Resposta Questão 3

Letra E

Pela conservação da quantidade de movimento, podemos escrever:

QINICIAL = QFINAL

Adotando o sentido de movimento da bala como positivo e sabendo que inicialmente a quantidade de movimento é nula, pois o conjunto está em repouso, temos:

0 = m.v – M.VR

M.VR = m.v

VR = (m.v) ÷ M

VR = (6.300) ÷ 2000

VR = 1800 ÷ 2000

VR = 0,9 m/s

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Resposta Questão 4

Letra C

Adotando o sentido do peixe como positivo, podemos escrever:

QINICIAL = QFINAL

4m.2 – m.0,5 = (4m + m). V

8m – 0,5.m = 5m.V

8 – 0,5 = 5.V

5.V = 7,5

V = 1,5 m/s

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