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Exercícios sobre impulso e quantidade de movimento

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre impulso e quantidade de movimento, conceitos fundamentais para a completa compreensão da Dinâmica.

Questão 1

(PUC-RJ) Um garoto de massa 30 kg está parado sobre uma grande plataforma de massa 120 kg também em repouso em uma superfície de gelo. Ele começa a correr horizontalmente para a direita, e um observador, fora da plataforma, mede que sua velocidade é de 2,0 m/s. Sabendo que não há atrito entre a plataforma e a superfície de gelo, a velocidade com que a plataforma se desloca para a esquerda, para esse observador, é, em m/s:

a) 1,0

b) 2,0

c) 0,5

d) 8,0

e) 4,0

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Questão 2

(FAMEMA-SP) Um brinquedo consiste em um fole acoplado a um tubo plástico horizontal que se encaixa na traseira de um carrinho, inicialmente em repouso. Quando uma criança pisa no fole, comprimindo-o até o final, o ar expelido impulsiona o carrinho.

Considere que a massa do carrinho seja de 300 g, que o tempo necessário para que a criança comprima completamente o fole seja de 0,2 s e que, ao final desse intervalo de tempo, o carrinho adquira uma velocidade de 8 m/s. Admitindo desprezíveis todas as forças de resistência ao movimento do carrinho, o módulo da força média (FMÉD) aplicada pelo ar expelido pelo tubo sobre o carrinho, nesse intervalo de tempo, é igual a

a) 10 N.

b) 14 N.

c) 12 N.

d) 8 N.

e) 16 N.

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Questão 3

Uma força de 5000 N é aplicada a um objeto de forma indefinida, produzindo um impulso de módulo 1000 N.s. Sabendo que a força é horizontal e para a direita, determine o tempo de contato da força sobre o corpo e a direção do impulso.

a) 0,2 s e horizontal para a direita

b) 0,4 s horizontal para a esquerda

c) 0,2 s horizontal para a esquerda

d) 0,6 s vertical para cima

e) 0,5 horizontal para a direita

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Questão 4

Marque a alternativa correta a respeito da relação entre energia cinética e quantidade de movimento.

a) Tanto quantidade de movimento quanto energia cinética são grandezas escalares.

b) A quantidade de movimento é a razão da energia cinética pela velocidade de um corpo.

c) Essas duas grandezas não possuem nenhuma relação, pois uma é escalar e a outra é vetorial.

d) A energia cinética pode ser definida por meio da razão do quadrado da quantidade de movimento pelo dobro da massa do objeto.

e) A energia cinética pode ser definida por meio do produto do quadrado da quantidade de movimento pelo dobro da massa do objeto.

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Respostas

Resposta Questão 1

LETRA “C”

A quantidade de movimento do garoto para a direita deve ser igual à quantidade de movimento da plataforma para a esquerda:

m . v = M . V

30 . 2 = 120 . V

60 = 120 . V

V =  60 
      120

V = 
      12

V = 0,5 m/s

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Resposta Questão 2

LETRA “C”

A partir do teorema do impulso, podemos escrever:

I = ΔQ

F.Δt = QFINAL – QINICIAL

Inicialmente o carrinho está em repouso, portanto, a quantidade de movimento inicial é nula:

F.Δt = QFINAL

F.Δt = m.v

F . 0,2 = 0,3 . 8

F = 2,4
      0,2

F = 12 N

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Resposta Questão 3

LETRA “A”

A partir da definição de impulso, podemos escrever:

I = F . Δt

Δt = 
       F

Δt = 1000
        5000

Δt = 0,2 N.s

O impulso possui a mesma direção e o mesmo sentido da força; nesse caso, horizontal e para a direita.

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Resposta Questão 4

LETRA “D”

A partir da definição de energia cinética e quantidade de movimento, podemos escrever que:

Q = m.v >> v = Q
                       m

Ec m.v2
       2

Ec = m . Q2
         2    m

Ec = Q2
        2m

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