Questões de Vestibular de Física - Colisão

(URCA/2022.2) Considere uma partícula “A” se movendo num eixo X com velocidade dada por v_x > 0 até colidir frontalmente com outra partícula “B” idêntica a “A”. A velocidade de “B” antes da colisão é dada por 0, 5 · v_x. O referencial em consideração é inercial. Suponha que, após a colisão, a partícula “B” tem sua velocidade aumentada para v_x. Podemos afirmar que: 

São Luís tem uma média mensal de 550 acidentes de trânsito segundo dados da Secretaria Municipal de Trânsito e Transportes (SMTT). A capital maranhense tem como principais causas de acidentes o excesso de velocidade e a falta de obediência às normas de trânsito. A maioria dos acidentes ocorrem nos grandes corredores de trânsito da capital maranhense. Foi o que aconteceu em um cruzamento, conforme imagem abaixo. 
  https://earth.google.com/web/search(Adaptada)

Um carro com massa de 1600 kg que se deslocava de oeste para leste, com uma velocidade de módulo igual a 72 km/h, colidiu com uma caminhonete de massa igual a 2400 kg que se deslocava do sul para o norte, com uma velocidade em módulo de 36 km/h. Em virtude da colisão, os dois veículos seguiram engavetados como um único corpo, na direção nordeste.
https://imirante.com/oestadoma/noticias/2015/07/09/550-acidentes-de-transito-ocorrem-por-mes-em-avenidas-de-sao-luis/ (Adaptada)
Considerando a situação descrita acima e que, no momento da colisão, estava chovendo muito e, por isso, o atrito entre os veículos e a estrada pode ser desprezado, o módulo da velocidade, no momento em que os dois veículos movem-se juntos, na direção nordeste, em m/s, é igual a 

Um dos objetivos da Agenda para o Desenvolvimento Sustentável 2030 é sobre segurança no trânsito, que prevê reduzir pela metade o número global de mortes e de lesões causadas por acidentes de trânsito, considerando o número de vítimas até 2020. Esses acidentes são causados pelo uso do celular, pelo excesso de velocidade, pela ingestão de álcool e por outras imprudências, caracterizadas como principais causas de acidentes de trânsito. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), cerca de 1,25 milhões de pessoas morrem no mundo por ano em acidentes de trânsito, e desse total, metade das vítimas são pedestres, ciclistas e motociclistas.
Analise a seguinte situação problema:
Suponha que um motorista, dirigindo um carro, com massa de 800 kg e com uma velocidade de 108 km/h, resolve atender ao celular. Distraindo-se, colide com outro carro, com massa de 1 tonelada, que estava parado. A colisão entre os carros foi perfeitamente inelástica e a força que deforma os carros atuou durante o intervalo de tempo de 0,1s. Determine a velocidade dos carros, em km/h, imediatamente após a colisão

Uma bola de bilhar vermelha está inicialmente em repouso a 40 cm de duas das bordas (lateral e superior da figura) de uma mesa de bilhar, como mostra a figura. Uma bola branca de mesma massa e tamanho é lançada em direção à vermelha com velocidade  paralela à borda lateral.

As duas bolas colidem e, algum tempo depois, a bola vermelha está prestes a cair na caçapa posicionada na junção das duas bordas. No mesmo instante, a bola branca toca a borda superior da mesa a uma distância d da bola vermelha, conforme figura. 

O valor de d é aproximadamente: 

Note e adote:

Despreze efeitos dissipativos (como deslizamentos com atrito) e considere a colisão entre as bolas como sendo perfeitamente elástica. Considere que o diâmetro das bolas seja muito menor que as distâncias mencionadas e que não ocorram outras colisões intermediárias.

Uma maneira de simular o efeito do impacto de um projétil sobre o tecido muscular humano é através do uso de um dispositivo conhecido como gelatina balística que, por sua capacidade de simular a densidade e a viscosidade dos tecidos humanos, é bastante utilizado pela polícia forense em investigações criminais. Imagine que um bloco de 10 kg dessa gelatina, que repousa sobre uma superfície horizontal, é atingido por um projétil de 20 g que viaja a 500 m/s. Este projétil emerge da gelatina com uma velocidade de 100 m/s fazendo com que a mesma se desloque 0,10 m sobre a superfície horizontal até parar. Adotando-se g=10 m/s², é correto afirmar que o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície é

Sobre a colisão de corpos em um sistema mecânico isolado, considere as afirmativas a seguir.
I. A colisão perfeitamente elástica tem conservação de momento e energia cinética. II. A colisão perfeitamente elástica ocorre apenas com corpos de mesma massa. III. Na colisão completamente inelástica, há conservação de energia mecânica. IV. Na colisão completamente inelástica, os corpos têm mesma velocidade após a colisão.
Assinale a alternativa correta.

Um carro de passeio viaja em uma estrada retilínea e, ao sofrer uma pane no motor, para no meio da estrada. Um veículo de transporte de carga a 20 m/s, que não teve tempo para frear, colide em sua traseira arrastando o conjunto por diversos metros antes de pararem totalmente. A massa do carro e do veículo são, respectivamente, M e 2M.
Sobre a quantidade de movimento total antes e logo após a colisão, pode-se dizer que são

Um corpo de massa 1kg e velocidade (num certo referencial inercial) de 3m/s colide não-elasticamente com outro de 2kg inicialmente em repouso. Após a colisão ambos permanecem juntos. Podemos notar que:

As colisões são interações entre corpos em que um exerce força sobre o outro A figura a seguir descreve um dos tipos de colisão:

https://pt.slideshare.net
O tipo de colisão descrita na figura é:

Os impactos físicos são caracterizados por uma grande desaceleração. Os capacetes dos motociclistas são projetados para amortecer a batida da cabeça em alta velocidade, prolongando o tempo do choque com o intuito de minimizar as forças sobre a cabeça. Um ser humano, em média, é levado a óbito se, em um choque, a cabeça sofrer variações de quantidade de movimento superiores a 100 N.s.

Fonte modificada: Livro Desvendando a Física do Corpo Humano.

Assim, se, em um acidente, a cabeça de um motociclista de massa de 5 kg sofreu uma desaceleração no tempo mínimo para a sua sobrevivência, qual é o módulo da variação de velocidade sofrida pelo motoqueiro?

No jogo de boliche, um strike é o melhor resultado possível. No jargão aeronáutico, no entanto, um bird strike ocorre quando um pássaro cruza repentinamente a trajetória de um avião. Geralmente com resultados adversos para o pássaro. Em 2016 aconteceram 1.835 impactos entre aves e aviões apenas no Reino Unido, uma média de aproximadamente oito voos a cada 10.000. As colisões podem ter enormes consequências para as companhias aéreas: os aviões que sofrem o impacto devem ser cuidadosamente inspecionados para procurar o que se conhece como danos de impactos pouco visíveis, que podem se tornar muito perigosos se não forem detectados. (NO JOGO, 2019).

De acordo com o texto apresentado e os conhecimentos sobre os princípios da dinâmica, pode-se afirmar que, durante a colisão,

De um sistema físico mecanicamente isolado, fazem parte todos os objetos que estão em interação.
Em qualquer tipo de interação, que pode ser um chute, uma explosão, uma batida, um empurrão ou um toque, sempre haverá conservação da 

Uma caminhonete, de massa 2.000 kg, bateu na traseira de um sedã, de massa 1.000 kg, que estava parado no semáforo, em uma rua horizontal. Após o impacto, os dois veículos deslizaram como um único bloco. Para a perícia, o motorista da caminhonete alegou que estava a menos de 20 km/h quando o acidente ocorreu. A perícia constatou, analisando as marcas de frenagem, que a caminhonete arrastou o sedã, em linha reta, por uma distância de 10 m. Com este dado e estimando que o coeficiente de atrito cinético entre os pneus dos veículos e o asfalto, no local do acidente, era 0,5, a perícia concluiu que a velocidade real da caminhonete, em km/h, no momento da colisão era, aproximadamente,


Note e adote: Aceleração da gravidade: 10 m/s². Desconsidere a massa dos motoristas e a resistência do ar.

O Código de Trânsito Brasileiro estabelece, no artigo 65, a obrigatoriedade do uso do cinto de segurança para condutores e passageiros em todas as vias do território nacional. A função básica do cinto de segurança consiste em impedir que os corpos dos ocupantes de um veículo em movimento sejam projetados para frente, no caso de uma colisão frontal. Isso ocorre devido a um comportamento natural de qualquer corpo, descrito pela Primeira Lei de Newton, também conhecida como princípio da inércia.

A alternativa correta que compreende tal princípio é:

Uma bolinha de tênis, de diâmetro D, deslocando-se horizontalmente com velocidade 2v colide elasticamente com uma parede, o que a faz retornar na horizontal com sentido oposto e velocidade v. O impulso produzido devido à deformação da bolinha ocorre em um intervalo de tempo t. Durante a colisão a bolinha sofre deformação de 50 % de seu diâmetro. Considere que a bolinha deforma-se linearmente e possui constante elástica k.

Se a bolinha possui massa m, a alternativa que expressa a equação CORRETA para a constante elástica é:

Um rapaz de massa m₁ corre numa pista horizontal e pula sobre um skate de massa m₂ , que se encontra inicialmente em repouso. Com o impacto, o skate adquire velocidade e o conjunto rapaz+skate segue em direção a uma rampa e atinge uma altura máxima h. A velocidade do rapaz, imediatamente antes de tocar no skate, é dada por
Note e adote: Considere que o sistema rapaz + skate não perde energia devido a forças dissipativas, após a colisão.

Três corpos, 1, 2 e 3, de massas m₁ = 10 kg, m₂ = 15 kg e m₃ = 25 kg, se movem horizontalmente sobre um trilho no eixo infinito x, sem nenhuma resistência ou atrito, com velocidades iniciais v₁ = 4,0 m/s, v₂ = -2,0 m/s e v₃ = 0,0 m/s, respectivamente. A distância inicial entre os blocos 1 e 2 é 1,0 m e entre os blocos 2 e 3 é 2,0m, como mostrado na figura. Os corpos 1 e 2 sofrem uma colisão completamente inelástica, ou seja, eles grudam um no outro após colidir. Esse conjunto então colide elasticamente com o corpo 3.

Calcule o módulo da velocidade do corpo 3, em m/s, após 153 s a partir do instante inicial.