Questões de Vestibular de Física - Colisão

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 

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.

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

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

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O tipo de colisão descrita na figura é:

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.

Um automóvel trafegava com velocidade constante por uma avenida plana e horizontal quando foi atingido na traseira por outro automóvel, que trafegava na mesma direção e sentido, também com velocidade constante. Após a colisão, os automóveis ficaram unidos e passaram a se mover com a mesma velocidade.


Sendo E_INICIAL e E_FINAL, respectivamente, a soma das energias cinéticas dos automóveis imediatamente antes e imediatamente depois da colisão, e Q_INICIAL e Q_FINAL, respectivamente, a soma dos módulos das quantidades de movimento dos automóveis imediatamente antes e imediatamente depois da colisão, pode-se afirmar que:

Sobre uma pista retilínea, lisa e horizontal, dois móveis, A e B, de massas m_A = 100 kg e m_B = 60 kg, são lançados em sentidos opostos, indo colidir frontalmente. O gráfico horário (1) mostra as posições que A e B ocupam sobre a pista até colidirem no instante t = 4,0 s. O gráfico (2) mostra as posições ocupadas pelo móvel A após a colisão e cinco possíveis percursos para o móvel B.

O percurso correto é o

Noticiou-se, recentemente, que duas composições do VLT (veículo leve sobre trilhos) em Fortaleza colidiram frontalmente. Suponha que os dois trafegavam em uma única linha reta antes do choque e que as composições eram idênticas, viajavam vazias e à mesma velocidade. Assim, é correto concluir que, nesse trecho reto descrito, o centro de massa do sistema composto pelos dois trens

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.

Ultimamente o futebol tem sido foco de noticiários em função da copa do mundo. Durante uma partida, suponha que a bola cai verticalmente sem girar e se choca com o solo. De modo simplificado, pode-se descrever esse choque como uma colisão entre dois corpos, sendo um a bola e o outro o planeta Terra. Caso se considere este evento como uma colisão elástica, é correto afirmar que há conservação

Em uma mesa de sinuca, as bolas A e B, ambas com massa igual a 140 g, deslocam-se com velocidades V_A e V_B, na mesma direção e sentido. O gráfico abaixo representa essas velocidades ao longo do tempo.

Após uma colisão entre as bolas, a quantidade de movimento total, em kg.m/s, é igual a:

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.

A lei de conservação do momento linear está associada às relações de simetrias espaciais.

Nesse contexto, considere uma colisão inelástica entre uma partícula de massa M e velocidade V e um corpo, inicialmente em repouso, de massa igual a 10M.

Logo após a colisão, a velocidade do sistema composto pela partícula e pelo corpo equivale a:

Em um dado jogo de sinuca, duas das bolas se chocam uma contra a outra. Considere que o choque é elástico, a colisão é frontal, sem rolamento, e despreze os atritos. No sistema composto pelas duas bolas há conservação de

Tempestades solares são causadas por um fluxo intenso de partículas de altas energias ejetadas pelo Sol durante erupções solares. Esses jatos de partículas podem transportar bilhões de toneladas de gás eletrizado em altas velocidades, que podem trazer riscos de danos aos satélites em torno da Terra.

Considere que, em uma erupção solar em particular, um conjunto de partículas de massa total m_p = 5 kg, deslocando-se com velocidade de módulo v_p = 2x10⁵ m/s, choca-se com um satélite de massa M_s = 95 kg que se desloca com velocidade de módulo igual a V_s = 4x10³ m/s na mesma direção e em sentido contrário ao das partículas. Se a massa de partículas adere ao satélite após a colisão, o módulo da velocidade final do conjunto será de

Considere um patinador X que colide elasticamente com a parede P de uma sala. Os diagramas abaixo mostram segmentos orientados indicando as possíveis forças que agem no patinador e na parede, durante e após a colisão. Note que segmento nulo indica força nula.

Supondo desprezível qualquer atrito, o diagrama que melhor representa essas forças é designado por: