Exercícios

Colisões

1. (PUC-RS) Um patinador de 80 kg de massa está parado sobre um plano horizontal, segurando em uma das mãos um objeto de 5,0 kg de massa. Em dado instante, ele arremessa o objeto para a sua frente com velocidade horizontal de 16 m/s. Sendo desprezíveis as forças de atrito sobre o patinador, pode-se afirmar que o mesmo:
a) permanece imóvel.
b) desloca-se para a frente com velocidade de 1,0 m/s.
c) desloca-se para trás com velocidade de 1,0 m/s.
d) desloca-se para a frente com velocidade de 8,0 m/s.
e) desloca-se para trás com velocidade de 16 m/s.

2.( UFPE) Um casal participa de uma competição de patinação sobre o gelo. Em um dado instante, o rapaz, de massa igual a 60 kg, e a garota, de massa igual a 40 kg, estão parados e abraçados frente a frente. Subitamente, o rapaz dá um empurrão na garota, que sai patinando para trás com uma velocidade de 0,6 m/s. Qual a velocidade do rapaz (em cm/s) ao recuar como consequência do empurrão?
a) 80
b) 60
c) 40
d) 30
e) 20.

3. (UFOP-MG) Certamente, você já ouviu falar no coice de uma arma de fogo. Sabe-se que, quando a pólvora da cápsula explode, os gases resultantes da explosão impelem o projétil para um lado e a arma para outro. Sendo a massa da arma M = 7 kg, a massa do projétil m = 10 g e sabendo-se que a bala deixa a boca da arma com velocidade de 1.400 m/s, a velocidade de recuo (coice) da arma é de:
a) 7,2 km/h
b) 1,8 km/h
c) 3,6 km/h
d) 7.200 km/h
e) 0,36 km/h

4. (Vunesp) Uma garota e um rapaz, de massas 50 e 75 quilogramas, respectivamente, encontram-se parados em pé sobre patins, um em frente do outro, num assoalho plano e horizontal. Subitamente, a garota empurra o rapaz, aplicando sobre ele uma força horizontal média de intensidade 60 N durante 0,50 s.
a) Qual é o módulo do impulso da força aplicada pela garota?
b) Desprezando quaisquer forças externas de atrito, quais são as intensidades das velocidades da garota (v_g) e do rapaz (v_r) depois da interação?

5. (PUC-RJ) Um canhão de circo de massa 100 kg atira uma bola de massa 5 kg com uma velocidade de 20 m/s. A velocidade de recuo do canhão imediatamente após o disparo, em m/s, vale:
a) 1,0
b) 2,0
c) 5,0
d) 10,0
e) 20,0

6. (Mackenzie) Um caminhão de massa 5.900 kg, com velocidade escalar de 108 km/h, trafega em uma estrada horizontal e retilínea. Ao passar sob uma ponte, cai, verticalmente, em sua carroceria, uma pedra de 100 kg, que altera a velocidade do veículo para:
a) 27,5 m/s
b) 28,0 m/s
c) 28,5 m/s
d) 29,0 m/s
e) 29,5 m/s

7. (PUC-RS) Um pequeno vagão de massa m e velocidade v movendo-se sobre trilhos, na horizontal e em linha reta, atinge outro vagão de massa 3m, que está em repouso sem estar freado, ficando engatado neste. Imediatamente após o impacto, os vagões movem-se com velocidade:
a) 3v
b) 2v
c) 1v
d) v/3
e) v/4

8. (Vunesp) Uma esfera A, de massa m_A, movendo-se com velocidade de 2,0 m/s ao longo de uma direção x, colide frontalmente com outra esfera B, de massa m_B em repouso, livres da ação de quaisquer forças externas. Depois da colisão, cada uma das esferas passa a se deslocar com velocidade de 1,0 m/s na direção do eixo x, nos sentidos indicados na figura.

Nestas condições, pode-se afirmar que a razão entre as massas é:

9. (UFES) Um pequeno vagão de massa M trafega com velocidade constante v0 numa trajetória reta e horizontal entre um alto-forno e um depósito. No caminho, uma pedra de massa m cai verticalmente dentro do vagão. Após a pedra ter caído, desprezando-se o atrito, a nova velocidade do conjunto é:

10. (Mackenzie-SP) Um corpo A de 2 kg que se movimenta sobre uma superfície horizontal sem atrito, com 8 m/s, choca-se com outro B de mesma massa que se encontra em repouso nessa superfície.

Após o choque os corpos A e B se mantêm juntos com velocidade de:
a) 2 m/s
b) 4 m/s
c) 6 m/s
d) 8 m/s
e) 10 m/s

11. Dois patinadores, inicialmente em repouso, um de 36 kg e outro de 48 kg, se empurram mutuamente para trás. O patinador de 48 kg sai com velocidade de 18 km/h. Despreze o atrito. Qual a velocidade com que sai o patinador de 36 kg?

12. (Vunesp) Um bloco de madeira de 6,0 kg, dotado de pequenas rodas com massa desprezível, repousa sobre trilhos retilíneos. Quando uma bala de 12 g disparada horizontalmente e na mesma direção dos trilhos se aloja no bloco, o conjunto (bloco + bala) desloca-se 0,70 m em 0,50 s, com velocidade praticamente constante. A partir destes dados, pode-se concluir que o módulo da velocidade da bala é, em m/s, aproximadamente igual a:

a) 500
b) 600
c) 700
d) 800
e) 900

13. (PUC-MG) A bola A (m_A = 0,1 kg), com velocidade escalar constante de 6 m/s, colide frontalmente com a bola B (m_B = 0,05 kg) que está parada.

Após o impacto, A tem a velocidade escalar de 2 m/s; a velocidade escalar de B é, em m/s:
a) 2
b) 4
c) 6
d) 8
e) 10

14. (Vunesp) Um carro de luxo, com massa de 1.800 kg, parado no farol, sofre uma batida na traseira, causada por um carro pequeno, de 900 kg. Os dois carros ficam enroscados um do outro, como resultado da colisão.
a) Assumindo que houve conservação de momento linear e que o carro pequeno tinha uma velocidade de 20 m/s antes da colisão, calcule a velocidade dos dois carros juntos imediatamente após a colisão.
b) Calcule a energia cinética perdida na colisão.

15.(UFRJ) Em um parque de diversões, dois carrinhos elétricos idênticos, de massas iguais a 150 kg, colidem frontalmente. As velocidades dos carrinhos imediatamente antes do choque têm módulos 5,0 m/s e 3,0 m/s e sentidos opostos.
Calcule a máxima perda de energia cinética possível do sistema, durante a colisão.