Conservação da Quantidade de Movimento - Questões dos Vestibulares

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sábado, 30 de novembro de 2019

Conservação da Quantidade de Movimento


Confira questões resolvidas sobre a Conservação da Quantidade de Movimento:

1) (Fameca-SP) - Em um experimento de laboratório, uma mola de massa desprezível inicialmente comprimida é liberada e, ao distender-se, empurra um carrinho, ao qual está presa, e uma caixa apoiada sobre ele. Antes da distensão da mola, o conjunto estava em repouso. Quando a caixa perde o contato com a mola, sua velocidade tem módulo v em relação ao solo.
Desprezando-se todos os atritos e sabendo que a massa do carrinho sem a caixa é 5 vezes maior do que a massa da caixa, o módulo da velocidade adquirida pelo carrinho (V), em relação ao solo, no instante em que a mola para de empurrar a caixa é:
a) 0,75.v
b) 1,2.v
c) 0,20.v
d) 0,70.v
e) 1,6.v


2) (PUC-RS) - Um sistema é constituído de duas esferas que se movem sobre um plano horizontal e colidem entre si num determinado instante. Imediatamente após a colisão, pode-se afirmar que, referente ao sistema, permaneceu inalterada a
a) energia cinética.
b) energia elástica.
c) quantidade de movimento.
d) velocidade.
e) energia mecânica.


3) (Ufu-MG) - Um garoto brinca com seu barquinho de papel, que tem uma massa igual a 30 g e está navegando sobre um pequeno lago. Em certo instante, ele coloca sobre o barquinho, sem tocá-lo, uma bolinha de isopor e percebe que o barquinho passa a andar com metade de sua velocidade inicial. Seu irmão mais velho, que observa a brincadeira, resolve estimar a massa da bolinha de isopor com base na variação da velocidade do barquinho. Desprezando efeitos relativos ao empuxo, ele conclui que a massa da bolinha é de
a) 15 g.
b) 20 g.
c) 60 g.
d) 30 g.
e) 25 g.


4) (FUVEST-SP) - Num espetáculo de fogos de artifício, um rojão, de massa Mo = 0,5 kg, após seu lançamento, descreve no céu a trajetória indicada na figura. No ponto mais alto de sua trajetória (ponto P), o rojão explode, dividindo-se em dois fragmentos, A e B, de massas iguais a Mo/2. Logo após a explosão, a velocidade horizontal de A, VA, é nula, bem como sua velocidade vertical.
NOTE E ADOTE: A massa do explosivo pode ser considerada desprezível.
a) Determine o intervalo de tempo To, em segundos, transcorrido entre o lançamento do rojão e a explosão no ponto P.
b) Determine a velocidade horizontal VB, do fragmento B, logo após a explosão, em m/s.
c) Considerando apenas o que ocorre no momento da explosão, determine a energia E0 fornecida pelo explosivo aos dois fragmentos A e B, em joules.


5) (UFRGS) - Um par de carrinhos idênticos, cada um com massa igual a 0,2 kg, move-se sem atrito, da esquerda para a direita, sobre um trilho de ar reto, longo e horizontal. Os carrinhos, que estão desacoplados um do outro, têm a mesma velocidade de 0,8 m/s em relação ao trilho. Em dado instante, o carrinho traseiro colide com um obstáculo que foi interposto entre os dois. Em consequência dessa colisão, o carrinho traseiro passa a se mover da direita para a esquerda, mas ainda com velocidade de módulo igual a 0,8 m/s, enquanto o movimento do carrinho dianteiro prossegue inalterado. Em relação ao trilho, os valores, em kg.m/s, da quantidade de movimento linear do par de carrinhos antes e depois da colisão são, respectivamente:
A) 0,16 e zero.
B) 0,16 e 0,16.
C) 0,16 e 0,32.
D) 0,32 e zero.
E) 0,32 e 0,48.


6) (PUC-PR/2007) - Um trenó de massa 40 kg desliza a uma velocidade de 5,0 m/s, próximo e paralelamente ao peitoril da pista de patinação. Uma pessoa que está em repouso do lado de fora da pista, solta uma mochila de 10 kg, sobre o trenó. Qual a velocidade do trenó após receber a mochila?
a) 5 m/s
b) 4 m/s
c) 4,5 m/s
d) 3,0 m/s
e) 3,5 m/s


7) Enem 2014 - Durante um reparo na estação espacial internacional, um cosmonauta, de massa 90 kg, substitui uma bomba do sistema de refrigeração, de massa 360 kg, que estava danificada. Inicialmente, o cosmonauta e a bomba estão em repouso em relação à estação. Quando ele empurra a bomba para o espaço, ele é empurrado no sentido oposto. Nesse processo, a bomba adquire uma velocidade de 0,2 m/s em relação à estação. Qual é o valor da velocidade escalar adquirida pelo cosmonauta, em relação à estação, após o empurrão?
a) 0,05 m/s
b) 0,20 m/s
c) 0,40 m/s
d) 0,50 m/s
e) 0,80 m/s


8) (UEL-1994) - Se os módulos das quantidades de movimento de movimento de dois corpos são iguais, necessariamente eles possuem:
a) mesma energia cinética.
b) velocidade de mesmo módulo.
c) módulos das velocidades proporcionais às suas massas.
d) mesma massa e velocidades de mesmo módulo.
e) módulos das velocidades inversamente proporcionais às suas massas.


9) (FGV-2005) - Uma ema pesa aproximadamente 360 N e consegue desenvolver uma velocidade de 60 km/h, o que lhe confere uma quantidade de movimento linear, em kg.m/s, de
Dado: aceleração da gravidade = 10 m/s²
a) 36.
b) 360.
c) 600.
d) 2160.
e) 3600.


10) (UFSM-RS) - Ao preparar um corredor para uma prova rápida, o treinador observa que o desempenho dele pode ser descrito, de forma aproximada, pelo seguinte gráfico.
Se o corredor tem massa de 90 kg, qual a quantidade de movimento, em kg.m/s, que ele apresenta ao final da aceleração?
a) 1125
b) 2250
c) 10000
d) 14062
e) 22500


11) (UNICAMP-SP) - 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 mp = 5 kg, deslocando-se com velocidade de módulo vp = 2x10^5 m/s, choca-se com um satélite de massa Ms = 95 kg que se desloca com velocidade de módulo igual a Vs = 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 (VCONJ) será de:
a) 102.000 m/s.
b) 14.000 m/s.
c) 6.200 m/s.
d) 3.900 m/s.


12)  (Cesgranrio) - Uma bola de borracha, de massa igual a 200 g, é lançada de encontro a uma parede com velocidade de 4,0 m/s, retornando em sentido oposto com velocidade de 3,0 m/s. No choque com a parede, o módulo da variação da quantidade de movimento da bola, em unidades do S.I., foi de:
a) 11,0
b) 0,2
c) 1,4
d) 0,6
e) 0,8


13) (Uneb-BA) - Uma bola de massa igual a 1 kg é arremessada sobre uma superfície horizontal lisa, com uma velocidade de 3 m/s, e atinge outra bola de 2 kg, inicialmente em repouso. Se o choque é perfeitamente inelástico, a velocidade das bolas, em m/s, após a colisão, é:
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5


14) (ALFENAS-MG) - Um corpo com massa de 3 kg move-se em movimento retilíneo uniforme com a velocidade de 4 m/s, quando colide com outro corpo de 2 kg, que se move na mesma direção, porém em sentido contrário, com velocidade de 2 m/s. Supondo o choque totalmente inelástico, a velocidade do primeiro corpo, após a colisão, é de:
a) 1,6 m/s.
b) 3,2 m/s.
c) 4 m/s.
d) 2 m/s.
e) 1 m/s.


15) ENEM 2018 - Em desenhos animados é comum vermos a personagem tentando impulsionar um barco soprando ar contra a vela para compensar a falta de vento. Algumas vezes usam o próprio fôlego, foles ou ventiladores. Estudantes de um laboratório didático resolveram investigar essa possibilidade. Para isso, usaram dois pequenos carros de plástico, A e B, instalaram sobre estes pequenas ventoinhas e fixaram verticalmente uma cartolina de curvatura parabólica para desempenhar uma função análoga á vela de um barco. No carro B inverteu-se o sentido da ventoinha e manteve-se a vela, a fim de manter as características físicas do barco, massa e formato da cartolina. As figuras representam os carros produzidos. A montagem do carro A busca simular a situação dos desenhos animados, pois a ventoinha está direcionada para a vela.
Com os carros orientados de acordo com as figuras, os estudantes ligaram as ventoinhas, aguardaram o fluxo de ar ficar permanente e determinaram os módulos das velocidades médias dos carros A (VA) e B (VB) para o mesmo intervalo de tempo.
A respeito das intensidades das velocidades médias e do sentido de movimento do carro A, os estudantes observaram que:
a) VA = 0; VB > 0; o carro A não se move.
b) 0 < VA < VB; o carro A se move para a direita.
c) 0 < VA < VB; o carro A se move para a esquerda.
d) 0 < VB < VA; o carro A se move para a direita.
c) 0 < VB < VA; o carro A se move para a esquerda.


16) (UEM - PR) - Num choque frontal, perfeitamente elástico, entre duas partículas idênticas A e B, com B inicialmente em repouso, observa-se que:
01) A quantidade de movimento de A, antes e depois do choque é a mesma.
02) A quantidade de movimento de B, antes e depois do choque é a mesma.
04) A quantidade de movimento total antes e depois do choque é a mesma.
08) A energia cinética total não se conserva.
16) A energia cinética de A, após o choque, tem metade do valor original.
32) A energia cinética de A se transfere integralmente para B.


17) (ESPCEX) - 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:
a) 30 km/h
b) 40 km/h
c) 60 km/h
d) 70 km/h
e) 75 km/h


18) (Uerj-RJ) - Um estudante, ao observar o movimento de uma partícula, inicialmente em repouso, constatou que a força resultante que atuou sobre a partícula era não-nula e manteve módulo, direção e sentido inalterados durante todo o intervalo de tempo da observação. Desse modo, ele pôde classificar as variações temporais da quantidade de movimento e da energia cinética dessa partícula, ao longo do tempo de observação, respectivamente, como:
a) linear – linear
b) constante – linear
c) linear – quadrática
d) constante – quadrática


19) (PUC-MG) - A bola A (m = 0,1 kg), com velocidade constante de 6 m/s, colide elasticamente com a bola B (m = 0,05 kg), que está parada. Após o impacto, A tem a velocidade de 2 m/s; a velocidade de B é, em m/s:
a) 2
b) 4
c) 6
d) 8
e) 10


20) (ITA 2000) - Uma sonda espacial de 1000 kg, vista de um sistema de referência inercial, encontra-se em repouso no espaço. Num determinado instante, seu propulsor é ligado e, durante o intervalo de tempo de 5 segundos, os gases são ejetados a uma velocidade constante, em relação à sonda, de 5000 m/s. No final desse processo, com a sonda movendo-se a 20 m/s, a massa aproximada de gases ejetados é:
a) 0,8 kg
b) 4 kg
c) 5 kg
d) 20 kg
e) 25 kg

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