Roteiros de F1 - UFRJ de Física 1 da UFRJ - Roteiro 10 - Colisões

Redija uma definição para os termos citados a seguir:

- conservação de momento

- colisão totalmente elástica

- colisão totalmente inelástica

Um rojão, lançado segundo um ângulo de , explode em dois fragmentos ao atingir sua altura máxima, de m; os fragmentos são lançados horizontalmente. Um deles, de massa igual a , cai no mesmo plano vertical da trajetória inicial, a de distância do ponto de lançamento. O outro fragmento tem massa igual a .

(a) A que distância do ponto de lançamento cai o fragmento mais leve?

Um rojão, lançado segundo um ângulo de , explode em dois fragmentos ao atingir sua altura máxima, de m; os fragmentos são lançados horizontalmente. Um deles, de massa igual a , cai no mesmo plano vertical da trajetória inicial, a de distância do ponto de lançamento. O outro fragmento tem massa igual a .

(b) Quais são as velocidades comunicadas aos dois fragmentos em consequência da explosão?

Um rojão, lançado segundo um ângulo de , explode em dois fragmentos ao atingir sua altura máxima, de m; os fragmentos são lançados horizontalmente. Um deles, de massa igual a , cai no mesmo plano vertical da trajetória inicial, a de distância do ponto de lançamento. O outro fragmento tem massa igual a .

(c) Qual é a energia mecânica liberada pela explosão?

Uma astronauta de está no espaço fazendo um reparo na estação espacial orbital. Ela lança fora uma ferramenta de a em relação à estação espacial. Qual será o módulo da velocidade e em que direção e sentido ela começará a se mover?

Uma bala de é disparada com velocidade de sobre um pêndulo balístico com massa igual a , suspenso por uma corda de de comprimento. Calcule

b) a energia cinética inicial da bala.

Uma bala de é disparada com velocidade de sobre um pêndulo balístico com massa igual a , suspenso por uma corda de de comprimento. Calcule

c) a energia cinética da bala e do pêndulo imediatamente depois de a bala ficar retida na madeira do pêndulo.

Sobre uma mesa de ar horizontal sem atrito, o disco de hóquei A (com massa igual a ) se desloca ao encontro do disco B (com massa igual a ), que inicialmente está em repouso. Depois da colisão, o disco A possui velocidade igual a para a esquerda e o disco B possui velocidade igual a para a direita.

(a) Qual era a velocidade do disco A antes da colisão?

Sobre uma mesa de ar horizontal sem atrito, o disco de hóquei A (com massa igual a ) se desloca ao encontro do disco B (com massa igual a ), que inicialmente está em repouso. Depois da colisão, o disco A possui velocidade igual a para a esquerda e o disco B possui velocidade igual a para a direita.

(b) Calcule a variação da energia cinética total do sistema ocorrida durante a colisão.

Um caçador está parado sobre um lago congelado e essencialmente sem atrito, quando usa um rifle que dispara balas de a . A massa do caçador (incluindo sua arma) é , e o caçador segura a arma firmemente após o disparo. Ache a velocidade de recuo do caçador, caso ele dispare o rifle

(a) horizontalmente.

Um caçador está parado sobre um lago congelado e essencialmente sem atrito, quando usa um rifle que dispara balas de a . A massa do caçador (incluindo sua arma) é , e o caçador segura a arma firmemente após o disparo. Ache a velocidade de recuo do caçador, caso ele dispare o rifle

(b) formando um ângulo de acima do plano horizontal.

Duas lontras brincalhonas deslizam ao encontro uma da outra sobre uma superfície horizontal lamacenta (e, portanto, sem atrito). Uma delas, com massa de 7,50 kg, desliza para a esquerda a 5,00 m/s, enquanto a outra, com massa de 5,75 kg, escorrega para a direita a 6,00 m/s. Elas se agarram firmemente após colidirem.

(a) Ache o módulo, a direção e o sentido da velocidade dessas lontras logo após a colisão.

Duas lontras brincalhonas deslizam ao encontro uma da outra sobre uma superfície horizontal lamacenta (e, portanto, sem atrito). Uma delas, com massa de 7,50 kg, desliza para a esquerda a 5,00 m/s, enquanto a outra, com massa de 5,75 kg, escorrega para a direita a 6,00 m/s. Elas se agarram firmemente após colidirem.

(b) Quanta energia mecânica se dissipa durante essa brincadeira?

Em um campo de futebol lamacento, um zagueiro de 110 kg se choca com um jogador meio de campo de 85 kg. Imediatamente antes da colisão, o zagueiro se deslocava com velocidade de 8,8 m/s para o norte e o outro jogador se deslocava com velocidade de 7,2 m/s para o leste. Qual é a velocidade (módulo, direção e sentido) com a qual os dois jogadores se movem unidos imediatamente após a colisão?

Um bloco de 15,0 kg é preso a uma mola horizontal muito leve com constante de força 500,0 N/m e está apoiado sobre uma mesa horizontal sem atrito (Figura). De repente, o bloco é atingido por uma pedra de 3,00 kg seguindo na horizontal a 8,00 m/s para a direita, quando a pedra recua a 2,00 m/s horizontalmente para a esquerda. Determine a distância máxima que o bloco comprimirá a mola após a colisão.

Uma bola de gude de 10,0 g desloca-se com velocidade de 0,400 m/s para a esquerda sobre uma pista horizontal sem atrito e colide frontalmente com outra bola de gude de 30,0 g que se desloca com velocidade de 0,200 m/s para a direita (Figura).

(a) Determine o módulo, a direção e o sentido de cada bola depois da colisão. (Como a colisão é frontal, todos os movimentos ocorrem ao longo da mesma linha.)

Uma bola de gude de 10,0 g desloca-se com velocidade de 0,400 m/s para a esquerda sobre uma pista horizontal sem atrito e colide frontalmente com outra bola de gude de 30,0 g que se desloca com velocidade de 0,200 m/s para a direita (Figura).

(b) Calcule a variação do momento linear (isto é, o momento linear depois da colisão menos o momento linear antes da colisão) para cada bola de gude. Compare os valores obtidos para cada bola.

Uma bola de gude de 10,0 g desloca-se com velocidade de 0,400 m/s para a esquerda sobre uma pista horizontal sem atrito e colide frontalmente com outra bola de gude de 30,0 g que se desloca com velocidade de 0,200 m/s para a direita (Figura).

(c) Calcule a variação de energia cinética (isto é, a energia cinética depois da colisão menos a energia cinética antes da colisão) para cada bola. Compare os valores obtidos para cada bola.

Uma bala de é disparada com velocidade de sobre um pêndulo balístico com massa igual a , suspenso por uma corda de de comprimento. Calcule (a) a altura vertical alcançada pelo pêndulo.