EXERCÍCIOS EXTRAS 2ª Série

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1 EXERCÍCIOS EXTRAS 2ª Série 1) Um carro A, de massa m, colide com um carro B, de mesma massa m que estava parado em um cruzamento. Na colisão os carros se engastam, saem juntos, arrastando os pneus no solo, e percorrem uma distância d até atingirem o repouso, como ilustram as figuras a seguir. a) Calcule a razão Ec / Ec entre a energia cinética do sistema constituído pelos dois carros após o choque (Ec ) e a energia cinética do carro A antes do choque (Ec). b) Medindo a distância d e o coeficiente de atrito de deslizamento µ entre os pneus e o solo, conhecendo o valor da aceleração da gravidade g e levando em consideração que os carros tinham a mesma massa m, a perícia técnica calculou o módulo da velocidade v do carro A antes da colisão. Calcule essa velocidade v em função de µ, d e g. 2) Uma esfera de massa igual a 100g está sobre uma superfície horizontal sem atrito, e prende-se à extremidade de uma mola de massa desprezível e constante elástica igual a 9 N/m. A outra extremidade da mola está presa a um suporte fixo, conforme mostra a figura. Inicialmente a esfera encontra-se em repouso e a mola no seu comprimento natural. A esfera é então atingida por um pêndulo de mesma massa que cai de uma altura igual a 0,5m. Suponha a colisão elástica e g=10m/s².

2 Calcule: a) as velocidades da esfera e do pêndulo imediatamente após a colisão b) a compressão máxima da mola. 3) O esquema da figura mostra a situação imediatamente anterior ao choque da esfera A, que percorre o plano horizontal, com a esfera B, presa ao fio, em repouso. O choque é perfeitamente elástico, as esferas são idênticas e seus centros de massa estão alinhados. Depois do choque, a esfera presa ao fio sobe até atingir uma altura de 0,20m em relação à horizontal que passa pelos seus centros de massa. Considere desprezível a resistência do ar e responda: qual a velocidade de cada esfera imediatamente após o choque? 4) Um móvel, de massa 5,0kg, tem movimento retilíneo uniforme quando recebe a ação de uma força, na mesma direção e sentido da velocidade, que varia com o tempo

3 conforme o gráfico a seguir. A aceleração média produzida pela força, no tempo considerado, em m/s², é igual a: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 5) Para frear e parar completamente um corpo de massa M, que se move livremente com uma certa velocidade, é necessário aplicar uma força de módulo igual a 10N durante 20s. Para fazer a mesma coisa com um objeto de massa M2 que tem a mesma velocidade do corpo de massa M, são necessários 20N, em módulo, aplicados durante 20s. Calcule a razão M/ M2 entre as massas dos corpos. 6) Uma bola de tênis, de massa 50g, se move com velocidade de 72km/h e atinge uma raquete, retornando na mesma direção e com o mesmo valor de velocidade. Suponha que a força exercida pela raquete sobre a bola varia com o tempo de acordo com a figura a seguir. Qual o valor máximo da força FA, em newtons?

4 7) Uma nave espacial de kg se movimenta, livre de quaisquer forças, com velocidade constante de 1m/s, em relação a um referencial inercial. Necessitando parála, o centro de controle decidiu acionar um dos motores auxiliares, que fornecerá uma força constante de 200N, na mesma direção, mas em sentido contrário ao do movimento. Esse motor deverá ser programado para funcionar durante: a) 1s b) 2s c) 4s d) 5s e) 10s 8) Um corpo de massa 2,0kg move-se com velocidade constante de 10m/s quando recebe um impulso, em sentido oposto, de intensidade 40N.s. Após a ação do impulso o corpo passa a se mover com velocidade de a) 0,5 m/s, no sentido oposto do inicial. b) 0,5 m/s, no mesmo sentido inicial. c) 5,0 m/s, no sentido oposto do inicial. d) 10 m/s, no mesmo sentido inicial. e) 10 m/s, no sentido oposto do inicial 9) Um jogador chuta uma bola de 0,4kg, parada, imprimindo-lhe uma velocidade de módulo 30m/s. Se a força sobre a bola tem uma intensidade média de 600N, o tempo de contato do pé do jogador com a bola, em s, é de: a) 0,02 b) 0,06 c) 0,2 d) 0,6 e) 0,8 10) Na figura abaixo, o peixe maior, de massa M = 5,0kg, nada para a direita a uma velocidade v = 1,0m/s e o peixe menor, de massa m = 1,0kg, se aproxima dele a uma velocidade u = 8,0m/s, para a esquerda. Após engolir o peixe menor, o peixe maior terá uma velocidade de (despreze qualquer efeito de resistência da água: a) 0,50 m/s, para a esquerda b) 1,0 m/s, para a esquerda c) nula d) 0,50 m/s, para a direita e) 1,0 m/s, para a direita

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