Questões Militares Sobre colisão em física

Uma esfera de raio R possui uma cavidade esférica interna de raio R/2 conforme mostra a figura. A cavidade tangencia internamente a esfera no seu ápice A, que esta a uma altura H = 15R do ponto S, localizado no solo verticalmente abaixo. Os dois centros de curvatura e o ponto A se encontram na linha vertical que passa por S. A esfera e então ao abandonada de seu repouso em queda livre, atinge o solo em S e inverte seu movimento.



Considerando que a distribuição de massa é homogênea na região solida do objeto e que o coeficiente de restituição da colisão e 0,80, a altura máxima alcançada pelo centro de massa da esfera após a colisão é aproximadamente igual a:

Dois veículos deslocando-se em sentidos contrários por uma mesma via, colidem de tal forma que suas velocidades imediatamente antes e depois da colisão tomam o rumo esquematizado na figura. 

V_A e V_B são as velocidades imediatamente antes da colisão; V_A ’ e V_B ’ são as velocidades imediatamente depois da colisão.
Essa colisão, na realidade,

No interior de um recipiente em que foi produzido alto vácuo, um corpo, de massa M, colide frontalmente com outro de massa 2M que estava inicialmente em repouso. A velocidade inicial do primeiro era V. Admite-se que, nas condições descritas, as colisões que não envolvem interações outras que não sejam mecânicas, são consideradas perfeitamente elásticas. Assim, as velocidades de M e 2M após a colisão descrita devem ser, respectivamente,

A bola A, de massa m, é liberada a partir do repouso de um edifício exatamente quando a bola B, de massa 3m, é lançada verticalmente para cima a partir do solo. As duas bolas colidem quando a bola A tem o dobro da velocidade de B e sentido oposto. O coeficiente de restituição da colisão é dado por e = 0,5. Determine a razão das velocidades, |v_A/v_B|, logo após o choque. 

Sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa, sem atrito, é colocada uma esfera A, em repouso, exatamente no centro dos eixos x e y. Uma esfera B de massa igual a 3 kg que se desloca em movimento retilíneo uniforme de acordo com a seguinte função horária das posições S = 10t, expressa em unidades do Sistema Internacional de Unidades, atinge a esfera A, segundo um ângulo de 30° em relação ao eixo x, conforme a figura. Após a colisão perfeitamente elástica, a esfera A passa a descrever um movimento retilíneo uniforme exatamente sobre o eixo y e a esfera B passa a descrever um movimento retilíneo uniforme exatamente sobre o eixo x. Considerando que não há forças externas atuando sobre o sistema, esfera A - esfera B, qual o valor da velocidade, em m/s, e da quantidade de movimento, em kg.m/s, da esfera B, após a colisão? 

Dois patinadores, A e B, de massas m_A = 100 kg e m_B = 50 kg, estão inicialmente em repouso sobre uma superfície plana e horizontal de gelo, com a qual o atrito é desprezível. Em determinado instante, eles se empurram mutuamente e, após perderem contato, adquirem, juntos, energia cinética de 600 J.


Pode-se afirmar que, ao se separarem, os módulos das velocidades escalares de A e B serão, respectivamente,

Um projétil de massa 2m é disparado horizontalmente com velocidade de módulo v, conforme indica a Figura 1, e se movimenta com essa velocidade até que colide com um pêndulo simples, de comprimento L e massa m, inicialmente em repouso, em uma colisão perfeitamente elástica.

Considere que o projétil tenha sido lançado de uma distância muito próxima do pêndulo e que, após a colisão, esse pêndulo passe a oscilar em movimento harmônico simples, como indica a Figura 2, com amplitude A.

Desprezando a ação de forças dissipativas, o período de oscilação desse pêndulo, logo após a colisão, é dado por

Um projétil de massa 2m é disparado horizontalmente com velocidade de módulo v, conforme indica a Figura 1, e se movimenta com essa velocidade até que colide com um pêndulo simples, de comprimento L e massa m, inicialmente em repouso, em uma colisão perfeitamente elástica.

Considere que o projétil tenha sido lançado de uma distância muito próxima do pêndulo e que, após a colisão, esse pêndulo passe a oscilar em movimento harmônico simples, como indica a Figura 2, com amplitude A.

Desprezando a ação de forças dissipativas, o período de oscilação desse pêndulo, logo após a colisão, é dado por

As velocidades dos carrinhos após a colisão foram mantidas constantes até o ponto P em que se iniciou a descida pela pista inclinada. A inclinação se faz por um ângulo α em relação à direção horizontal.
O carrinho A chegou ao ponto Q com velocidade de 8,0 m/s. Já o carrinho B manteve constante sua velocidade durante o percurso de P a Q. A intensidade da força de atrito entre os trilhos e as rodas do carrinho A foi de _____________ N e o coeficiente de atrito entre os trilhos e as rodas do carrinho B foi ___________.
A alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas é:

Ainda na pista superior, o carrinho B, que se movimentava à velocidade de 10 m/s, colidiu com o carrinho A que se encontrava em repouso passando, então, o carrinho A a se movimentar a uma velocidade de 6,0 m/s. É correto afirmar que tal colisão foi

Uma bola de bilhar de raio R tem velocidade de módulo v, enquanto se desloca em linha reta sobre uma mesa horizontal sem atrito. Em algum momento, esse objeto atinge uma segunda bola em repouso, com mesmo raio e massa muito maior, cujo centro se localiza a uma distância R da reta que descreve sua trajetória. A situação é representada na figura abaixo:

Após o impacto, a primeira esfera retorna para a esquerda em uma linha reta que faz 75° (para baixo) com relação à trajetória horizontal inicial. Suponha que a força que atua em cada esfera durante a colisão é perpendicular à sua superfície e pode ser considerada constante, durante o curto intervalo de tempo em que age. A razão entre os módulos da velocidade final e da velocidade inicial da primeira esfera vale:

Dois blocos A e B, livres da ação de quaisquer forças externas, movem-se separadamente em um plano horizontal cujo piso é perfeitamente liso, sem atrito. (ANTES DA COLISÃO)

O bloco A tem massa m_A = 1 kg e move-se com uma velocidade V_A = 1 m/s, na direção do eixo y, no sentido indicado no desenho.

O bloco B tem massa m_B = 1 kg e move-se com velocidade V_B = 2 m/s fazendo um ângulo de 60° com o eixo y, no sentido indicado no desenho. Após a colisão movimentam-se juntos em outro piso, só que agora rugoso, com coeficiente de atrito cinético µ_c =0,1, conforme o desenho abaixo. (DEPOIS DA COLISÃO)

O conjunto dos blocos A e B, agora unidos, percorreu até parar a distância de:

DADOS: aceleração da gravidade g = 10 m/s²

^{sen 60° = √3/2 e cos 60° = 1/2}

As velocidades dos carrinhos após a colisão foram mantidas constantes até o ponto P em que se iniciou a descida pela pista inclinada. A inclinação se faz por um ângulo α em relação à direção horizontal.
O carrinho A chegou ao ponto Q com velocidade de 8,0 m/s. Já o carrinho B manteve constante sua velocidade durante o percurso de P a Q. A intensidade da força de atrito entre os trilhos e as rodas do carrinho A foi de _________ N e o coeficiente de atrito entre os trilhos e as rodas do carrinho B foi _________.
A alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas é:

Ainda na pista superior, o carrinho B, que se movimentava à velocidade de 10 m/s, colidiu com o carrinho A que se encontrava em repouso passando, então, o carrinho A a se movimentar a uma velocidade de 6,0 m/s. É correto afirmar que tal colisão foi

Um soldado de massa igual a 60 kg está pendurado em uma corda. Por estar imóvel, ele é atingido por um projétil de 50 g disparado por um rifle. Até o instante do impacto, esse projétil possuía velocidade de módulo igual a 400 m/s e trajetória horizontal. O módulo da velocidade do soldado, logo após ser atingido pelo projétil é aproximadamente ____ m/s.

Considere

1-a colisão perfeitamente inelástica,

2-o projétil e o soldado um sistema isolado, e

3-que o projétil ficou alojado no colete de proteção utilizado pelo soldado e, portanto, o mesmo continuou vivo e dependurado na corda após ser atingido.

Um sistema de defesa aérea testa separadamente dois mísseis contra alvos móveis que se deslocam com velocidade  constante ao longo de uma reta distante de d do ponto de lançamento dos mísseis. Para atingir o alvo, o míssil 1 executa uma trajetória retilínea, enquanto o míssil 2, uma trajetória com velocidade sempre orientada para o alvo. A figura ilustra o instante de disparo de cada míssil, com o alvo passando pela origem do sistema de coordenadas xy. Sendo os módulos das velocidades dos mísseis iguais entre si, maiores que v_a e mantidos constantes, considere as seguintes afirmações:
I. Os intervalos de tempo entre o disparo e a colisão podem ser iguais para ambos os mísseis. II. Para que o míssil 1 acerte o alvo é necessário que o módulo da componente y de sua velocidade seja igual a v_a. III. Desde o disparo até a colisão, o míssil 2 executa uma trajetória curva de concavidade positiva com relação ao sistema xy.
Considerando V corno verdadeira e F como falsa, as afirmações I, II e III são, respectivamente, 

A partícula 1, no ponto A, sofre uma colisão perfeitamente elástica e faz com que a partícula 2, inicialmente em repouso, percorra, sobre uma superfície, a trajetória ABMCD, conforme figura a seguir. O trecho BMC é um arco de 90º de uma circunferência de raio R = 1,0 m. Ao passar sobre o ponto M, a partícula 2 está na iminência de perder o contato com a superfície. A energia mecânica perdida, devido ao atrito, pela partícula 2 ao longo do trecho ABM é exatamente igual à que ela perde no trecho MCD. No ponto D, a partícula 2 sofre outra colisão, perfeitamente elástica, com a partícula 3, que está em repouso. As partículas 1 e 3 possuem mesma massa, sendo a massa de cada uma delas o dobro da massa da partícula 2. A velocidade da partícula 1, imediatamente antes da colisão no ponto A, era de 6,0 m/s. A aceleração da gravidade é constante e igual a g. Desprezando a resistência do ar, a velocidade da partícula 3, imediatamente após a colisão no ponto D, em m/s, será igual a

Analise as figuras abaixo.

A figura (2) acima mostra um sistema massa-mola em equilíbrio estático, cuja mola possui constante elástica k e o bloco, massa m, prestes a ser atingido por um projétil, de massa desprezível, que em seguida no bloco se aloja, passando o sistema mola+projétil+bloco a oscilarem MHS com uma frequência angular w. Sendo g a aceleração da gravidade local e sabendo que o ponto mais alto que o bloco+projétil atinge coincide com o zero da mola, conforme a figura (4), qual a velocidade v’ adquirida pelo bloco+projétil imediatamente após a colisão figura (3) e, qual é a amplitude do MHS executado pelo sistema?

A montagem da figura a seguir ilustra a descida de uma partícula 1 ao longo de um trilho curvilíneo. Partindo do repouso em A, a partícula chega ao ponto B, que está a uma distância vertical H abaixo do ponto A, de onde, então, é lançada obliquamente, com um ângulo de 45º com a horizontal.

A partícula, agora, descreve uma trajetória parabólica e, ao atingir seu ponto de altura máxima, nessa trajetória, ela se acopla a uma partícula 2, sofrendo, portanto, uma colisão inelástica.

Essa segunda partícula possui o dobro de massa da primeira, está em repouso antes da colisão e está presa ao teto por um fio ideal, de comprimento maior que H, constituindo, assim, um pêndulo. Considerando que apenas na colisão atuaram forças dissipativas, e que o campo gravitacional local é constante. O sistema formado pelas partículas 1 e 2 atinge uma altura máxima h igual a

Um corpo M de dimensões desprezíveis e massa 10 kg movimentando-se em uma dimensão, inicialmente com velocidade , vai sucessivamente colidindo inelasticamente com N partículas m, todas de mesma massa 1 kg, e com velocidades de módulo v = 20 m/s, que também se movimentam em uma dimensão de acordo com a Figura 1, a seguir.

O gráfico que representa a velocidade final do conjunto v_f após cada colisão em função do número de partículas N é apresentado na Figura 2, a seguir.

Desconsiderando as forças de atrito e a resistência do ar sobre o corpo e as partículas, a colisão de ordem N_o na qual a velocidade do corpo resultante (corpo M + N_o partículas m) se anula, é,