Questões Militares Sobre impulso e quantidade de movimento em física

Uma granada de mão, inicialmente em repouso, explode sobre uma mesa indestrutível, de superfície horizontal e sem atrito, e fragmenta-se em três pedaços de massas m₁, m₂ e m₃ que adquirem velocidades coplanares entre si e paralelas ao plano da mesa.

Os valores das massas são m₁ = m₂= m e m₃ = m/2 . Imediatamente após a explosão, as massas m₁ e m₂ adquirem as velocidades , respectivamente, cujos módulos são iguais a v, conforme o desenho abaixo. Desprezando todas as forças externas, o módulo da velocidade , imediatamente após a explosão é

                                   

Considere um objeto de massa 1 Kg. Ele é abandonado de uma altura de 20 m e atinge o solo com velocidade de 10 m/s. No gráfico abaixo, é mostrado como a força F de resistência do ar que atua sobre o objeto varia com a altura. Admitindo que a aceleração da gravidade no local é de 10 m/s², determine a altura h, em metros, em que a força de resistência do ar passa a ser constante.

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,

 Devido à violência crescente e, consequentemente, ao aumento do número de casos de balas perdidas, um fabricante de vidros, preocupado com a segurança, projetou e fabricou um tipo de vidro que, no caso de um projétil atravessá- lo, diminui em 99% a energia de movimento do projétil. Supondo que uma “bala” de fuzil, de massa 20 g atinja o vidro com velocidade de 400 m/s, é CORRETO afirmar que a velocidade, em m/s, ao atravessá-lo, é

Em um jogo de futebol, Olavo recebeu um passe e correu em direção ao gol do time adversário, mantendo a velocidade da bola constante de 14,4 km/h. Ao se aproximar do gol, ele chutou a bola, aplicando uma força de 125 N durante 0,12 s na mesma, e fez o gol. Sabendo que bola tem massa m = 468,75 g, então a velocidade da bola no momento exato após o chute era de:

Duas bolinhas A e B, com 0,5 kg cada, estão se locomovendo na mesma direção e sentido em uma superfície sem atrito, como mostra a figura a seguir:

Quando a bolinha A se encontra com a B, ambas movem-se juntas com velocidade igual a 5,25 m/s. Sabendo que V_A = 2V_B , então, a velocidade da bolinha A antes da colisão era:

A Latin NCAP é uma organização que tem como objetivo avaliar asegurança de veículos comercializados na América latina e Caribe. Anualmente, essa empresa simula acidentes com os modelos de automóveis mais vendidos na região. A colisão padrão simulada nos testes é aquela em que o veículo, se deslocando em linha reta a 64,0 km /h, se choca com um anteparo de alumínio, de forma que 40% da frente do veículo bate no anteparo. Esse tipo de colisão simula os acidentes mais frequentes em estradas cujas vítimas apresentam lesões graves ou fatais. A colisão dura apenas dois décimos de segundos até o carro parar e, caso o veículo não tenha air bag, a desaceleração da pessoa varia imensamente e pode atingir um incrível pico d e400m /s².

Supondo que o condutor tenha uma massa de 72,0 kg, o módulo da força média que atua sobre o motorista, durante a colisão, vale

                     

Considere um feixe homogêneo de pequenos projéteis deslocando-se na mesma direção e na mesma velocidade constante até atingir a superfície de uma esfera que está sempre em repouso.

A esfera pode ter um ou dois tipos de superfícies: uma superfície totalmente refletora (colisão perfeitamente elástica entre a esfera e o projétil) e/ou uma superfície totalmente absorvedora (colisão perfeitamente inelástica entre a esfera e o projétil).

Em uma das superfícies (refletora ou absorvedora), o ângulo α da figura pertence ao intervalo [0,β], enquanto na outra superfície (absorvedora ou refletora) α pertence ao intervalo (β ,π/2 ].

Para que a força aplicada pelos projéteis sobre a esfera seja máxima, o(s) tipo(s) de superfície(s) é(são):  

Uma esfera, sólida, homogênea e de massa 0,8 kg é abandonada de um ponto a 4 m de altura do solo em uma rampa curva.

Uma mola ideal de constante elástica k=400 N/m é colocada no fim dessa rampa, conforme desenho abaixo. A esfera colide com a mola e provoca uma compressão.

Desprezando as forças dissipativas, considerando a intensidade da aceleração da gravidade g = 10 m/s² e que a esfera apenas desliza e não rola, a máxima deformação sofrida pela mola é de:

Dois móveis P e T com massas de 15,0 kg e 13,0 kg, respectivamente, movem-se em sentidos opostos com velocidades V_P = 5,0 m/s e V_T = 3,0 m/s, até sofrerem uma colisão unidimensional, parcialmente elástica de coeficiente de restituição e = 3/4. Determine a intensidade de suas velocidades após o choque.

Os pontos materiais P₁, P₂ e P₃, de massas, respetivamente, m, 2m, e 4m, estão num plano horizontal xy. Os pontos P₁ e P₂ inicialmente estão parados no eixo x, encostados na origem, e P₃ move-se no eixo y, com velocidade constante v₃ = (0,3), até chocar-se simultaneamente com P₁ e P₂, e após o choque P₃ fica parado. Se a velocidade de P₁ depois do choque é v₁ = (2,2), então a velocidade v₂ de P₂ depois do choque é 

Uma esfera de 200 g se desloca com velocidade de 6 m/s sobre uma superfície horizontal de atrito desprezível de encontro a uma esfera que se apresenta inicialmente em repouso. Após a colisão entre as esferas elas passam a se mover juntas com velocidade de 4 m/s. A massa da esfera que se encontrava em repouso é igual a:

Uma esfera homogênea e de material pouco denso, com volume de 5,0 cm3 , está em repouso, completamente imersa em água. Uma mola, disposta verticalmente, tem uma de suas extremidades presa ao fundo do recipiente e a outra à parte inferior da esfera, conforme figura ao lado. Por ação da esfera, a mola foi deformada em 0,1 cm, em relação ao seu comprimento quando não submetida a nenhuma força deformadora. Considere a densidade da água como 1,0 g/cm3 , a aceleração gravitacional como 10 m/s2 e a densidade do material do qual a esfera é constituída como 0,1 g/cm3 . Com base nas informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta a constante elástica dessa mola.

Em uma região do espaço onde as forças gravitacionais podem ser desprezadas, duas esferas, A e B, são aceleradas devido à incidência de uma onda eletromagnética plana. A esfera A, de raio r e de superfície totalmente refletora, possui uma densidade volumétrica de massa constante 2p, e a esfera B, de raio 3r e de superfície totalmente absorvente, possui densidade volumétrica de massa constante igual a p . Qual a razão entre o módulo das acelerações, a_A/a_Br das esferas?

Um observador posicionado na origem de um sistema cartesiano verifica que uma partícula livre, de massa m=1kg, no instante t=2s, ocupa a posição (2m, 5m,0) e, no instante t=5s, ocupa a posição (4m,3m,0). Qual a medida do vetor quantidade de movimento angular da partícula efetuada pelo observador em t=7s?

Na Física, a grandeza momento angular pode assumir dois significados distintos:

I. Na mecânica clássica, é uma grandeza associada à rotação e à translação de um corpo em movimento circular.

II. Na mecânica quântica, é uma grandeza associada ao momento de dipolo magnético orbital do elétron.

Assinale a alternativa correta sobre essas duas afirmações.

Um pedreiro deixa cair uma massa de 1,30 quilogramas de cimento fresco do terceiro andar. Esse cimento atinge o solo dez metros abaixo, em uma colisão totalmente inelástica. Considerando que 10% da energia se dissiparam na forma de som, e o restante foi transferido para o solo na forma de calor, assinale a alternativa que corresponde à energia térmica absorvida pelo solo (considerar g = 9,8 m/s² ).

Dois pêndulos planos A e B de massas m_A e m_B, respectivamente,estão em um plano vertical π. Ambos têm hastes de massas desprezíveis, de comprimento L, presas a um ponto 0,localizado a uma altura 2L do solo. Num instante to, os pêndulos são abandonados, sujeitos à ação exclusiva da gravidade, com velocidade nula, o pêndulo A com sua haste na horizontal e o pêndulo B com sua haste na vertical, abaixo do ponto 0. Num instante t₁ > t₀ ocorre um choque perfeitamente inelástico e, a partir dai, os pêndulos passam a mover-se juntos, atingindo uma altura máxima num instante t₂ > t₁.Supondo que não haja atrito, a altura máxima atingida depois do choque é de:

Duas esferas A e B, com massas 0.2 Kg e 0.3 Kg, respectivamente, movem-se numa reta orientada Ox com velocidades v_A = 2 m/s e v_B = -3 m/s, respectivamente, e uma terceira esfera C, de massa 0.5 Kg, encontra-se em repouso na origem. Num instante t > 0, as esferas A e B chocam-se com C. Após o choque, que é inelástico, as três esferas movem-se juntas sobre a reta Ox. Nessas condições, após o choque as esferas têm velocidade igual a

Dois caminhões de massa m₁=2,0 ton e m₂=4,0 ton, com velocidades v₁=30 m/s e v₂=20 m/s, respectivamente, e trajetórias perpendiculares entre si, colidem em um cruzamento no ponto G e passam a se movimentar unidos até o ponto H, conforme a figura abaixo. Considerando o choque perfeitamente inelástico, o módulo da velocidade dos veículos imediatamente após a colisão é: