10 questões sobre IMPULSO E QUANTIDADE DE MOVIMENTO, com respostas e resolução.
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Questão 1
Em um clássico do futebol goiano, um jogador do Vila Nova dá um chute em uma bola aplicando-lhe uma força de intensidade 7.102N em 0,1s em direção ao gol do Goiás e o goleiro manifesta reação de defesa ao chute, mas a bola entra para o delírio da torcida. Determine a intensidade do impulso do chute que o jogador dá na bola para fazer o gol.
Impulso é calculado através da seguinte expressão: I = F.Δt
Logo I = 7.102. 0,1 = 70N.s
Questão 2
Sobre uma partícula de 8 kg, movendo-se à 25m/s, passa a atuar uma força constante de intensidade 2,0.102N durante 3s no mesmo sentido do movimento. Determine a quantidade de movimento desta partícula após o término da ação da força.
Resposta - Questão 3
O impulso pode ser definido como a variação da quantidade de movimento:
I = Q2 – Q1
F.∆t = Q2 – Q1
2.102.3 = Q2 – 25.8
Q2 = 600 + 200
Q2 = 800 kgm/s
Um projétil de aço de massa 40g é atirado horizontalmente contra um bloco de argila de massa 160g, inicialmente em repouso, supenso por fios intextensíveis e de massas desprezíveis, conforme mostra a figura. O projétil penetra o bloco e o sistema projétil bloco se eleva, atingindo altura máxima igual à 5cm. Considerando o sistema conservativo (sistema no qual não há perda de energia) e g = 10m/², a velocidade do projétil ao atingir o bloco de argila era, em m/s, igual a:
mp = 40g = 0,04kg
mb = 160g = 0,16kg
h = 5cm = 0,05m
g = 10m/s²
vp = ?
O momento antes do choque é igual ao momento posterior ao choque.
Qa = Qd
vp.mp + vb.mb = vpb.(mp + mb)
vp.0,04 + 0 = vpb.(0,04 + 0,16)
vpb = 0,04vp / 0,2 - equação I
Como o sistema é conservativo, a energia mecânica é conservada.
Ema = Emd
Eca = Epd
m.vpb2 / 2 = m.g.h
vpb = (2.g.h)1/2 - equação II
Igualando as equações I e II
0,04vp / 0,2 = (2.g.h)1/2
vp = 0,2.(2.10.0,05)1/2/0,04
vp = 0,2/0,04
vp = 5m/s
Durante um jogo de futebol, um jogador chuta a bola, aplicando sobre ela uma força de intensidade igual a 5 . 102 N durante um intervalo de tempo de 0,1s. Calcule o impulso da força aplicada pelo jogador.
Dados
F = 5 . 102 N
t = 0,1s
I = F . t
I = 5 . 102 . 0,1
I = 50 N.s
PUC – MG) Uma força de 6 N atuando sobre um objeto em movimento altera sua quantidade de movimento em 3kg . m/s. Durante quanto tempo essa força atuou sobre esse objeto?
a) 1s
b) 2s
c) 0,25
d) 0,50
Dados
F = 6 N
ΔQ = 3Kg . m/s
Utilizamos a equação do teorema do impulso e quantidade de movimento:
ΔQ = I
ΔQ = F.t
3 = 6 . t
3 = t
6
t = 0,50 s
Resposta: Alternativa D
UNIFOR – CE) Uma bola de massa 0,5 kg é chutada para o gol, chegando ao goleiro com velocidade de 40m/s e, rebatida por ele, sai com velocidade de 30 m/s numa direção perpendicular à do movimento inicial. O impulso que a bola sofre graças à intervenção do goleiro, tem módulo, em N.s:
a) 15
b) 20
c) 25
d) 30
e) 35
Dados
m = 0,5 kg
v1 = 40 m/s
v2 = 30 m/s (perpendicular à v0)
Como as duas velocidades são perpendiculares entre si, para encontramos a velocidade resultante, devemos utilizar o teorema de Pitágoras:
v2 = v12 + v22
v2 = 402 + 302
v2 = 1600 + 900
v2 = 2.500
v = √2.500
v = 50 m/s
Agora podemos utilizar o teorema do impulso e quantidade de movimento:
I = mv
I = 0,5 . 50
I = 25 kg. m/s
Resposta: Alternativa C
Em um clássico do futebol goiano, um jogador do Vila Nova dá um chute em uma bola aplicando-lhe uma força de intensidade 7.102N em 0,1s em direção ao gol do Goiás e o goleiro manifesta reação de defesa ao chute, mas a bola entra para o delírio da torcida. Determine a intensidade do impulso do chute que o jogador dá na bola para fazer o gol.
Impulso é calculado através da seguinte expressão: I = F.Δt
Logo I = 7.102. 0,1 = 70N.s
Questão 2
Sobre uma partícula de 8 kg, movendo-se à 25m/s, passa a atuar uma força constante de intensidade 2,0.102N durante 3s no mesmo sentido do movimento. Determine a quantidade de movimento desta partícula após o término da ação da força.
Resposta - Questão 3
O impulso pode ser definido como a variação da quantidade de movimento:
I = Q2 – Q1
F.∆t = Q2 – Q1
2.102.3 = Q2 – 25.8
Q2 = 600 + 200
Q2 = 800 kgm/s
Um projétil de aço de massa 40g é atirado horizontalmente contra um bloco de argila de massa 160g, inicialmente em repouso, supenso por fios intextensíveis e de massas desprezíveis, conforme mostra a figura. O projétil penetra o bloco e o sistema projétil bloco se eleva, atingindo altura máxima igual à 5cm. Considerando o sistema conservativo (sistema no qual não há perda de energia) e g = 10m/², a velocidade do projétil ao atingir o bloco de argila era, em m/s, igual a:
mp = 40g = 0,04kg
mb = 160g = 0,16kg
h = 5cm = 0,05m
g = 10m/s²
vp = ?
O momento antes do choque é igual ao momento posterior ao choque.
Qa = Qd
vp.mp + vb.mb = vpb.(mp + mb)
vp.0,04 + 0 = vpb.(0,04 + 0,16)
vpb = 0,04vp / 0,2 - equação I
Como o sistema é conservativo, a energia mecânica é conservada.
Ema = Emd
Eca = Epd
m.vpb2 / 2 = m.g.h
vpb = (2.g.h)1/2 - equação II
Igualando as equações I e II
0,04vp / 0,2 = (2.g.h)1/2
vp = 0,2.(2.10.0,05)1/2/0,04
vp = 0,2/0,04
vp = 5m/s
Durante um jogo de futebol, um jogador chuta a bola, aplicando sobre ela uma força de intensidade igual a 5 . 102 N durante um intervalo de tempo de 0,1s. Calcule o impulso da força aplicada pelo jogador.
Dados
F = 5 . 102 N
t = 0,1s
I = F . t
I = 5 . 102 . 0,1
I = 50 N.s
PUC – MG) Uma força de 6 N atuando sobre um objeto em movimento altera sua quantidade de movimento em 3kg . m/s. Durante quanto tempo essa força atuou sobre esse objeto?
a) 1s
b) 2s
c) 0,25
d) 0,50
Dados
F = 6 N
ΔQ = 3Kg . m/s
Utilizamos a equação do teorema do impulso e quantidade de movimento:
ΔQ = I
ΔQ = F.t
3 = 6 . t
3 = t
6
t = 0,50 s
Resposta: Alternativa D
UNIFOR – CE) Uma bola de massa 0,5 kg é chutada para o gol, chegando ao goleiro com velocidade de 40m/s e, rebatida por ele, sai com velocidade de 30 m/s numa direção perpendicular à do movimento inicial. O impulso que a bola sofre graças à intervenção do goleiro, tem módulo, em N.s:
a) 15
b) 20
c) 25
d) 30
e) 35
Dados
m = 0,5 kg
v1 = 40 m/s
v2 = 30 m/s (perpendicular à v0)
Como as duas velocidades são perpendiculares entre si, para encontramos a velocidade resultante, devemos utilizar o teorema de Pitágoras:
v2 = v12 + v22
v2 = 402 + 302
v2 = 1600 + 900
v2 = 2.500
v = √2.500
v = 50 m/s
Agora podemos utilizar o teorema do impulso e quantidade de movimento:
I = mv
I = 0,5 . 50
I = 25 kg. m/s
Resposta: Alternativa C
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