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EXERCÍCIOS PROPOSTOS NÃO ESCREVA NO LIVRO



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EXERCÍCIOS PROPOSTOS



NÃO ESCREVA NO LIVRO

49. Explique, baseando sua resposta em algum princípio físico, por que se colocam:

a) acolchoados no local onde um atleta de salto com varas vai cair?

CRÉDITO: Editoria de Arte

Resposta: Porque aumentando o tempo de interação, diminui-se o módulo da força.

b) amortecedores nos tênis para as pessoas caminharem ou correrem?

Resposta: Os amortecedores fazem aumentar o tempo de interação. Logo, diminuem o módulo da força.

50. Explique por que os goleiros vestem luvas grossas e macias.

Resposta: Para aumentar o tempo de interação com a bola e, assim, diminuir a intensidade da força média.

51. Por que um ovo pode não quebrar ao sofrer uma queda em um piso atapetado, mas não sobre um piso de cerâmica?

Resposta: O tapete aumenta o tempo de interação do ovo com o piso e assim diminui a intensidade da força média.

52. No caratê, por que é vantajoso um curto intervalo de tempo na aplicação do golpe?

Resposta: Para aumentar o valor da força do impacto.

53. Num saque, uma bola de tênis de 60 g é golpeada com a raquete e arremessada a 144 km/h. Supondo que nesse golpe a raquete permanece em contato com a bola durante um intervalo de tempo de 0,01 s, determine o módulo:

a) do impulso aplicado à bola de tênis.

Resposta: 2,4 N ∙ s

b) da força média exercida pela raquete.

Resposta: 240 N

54. A intensidade de uma força horizontal aplicada sobre um corpo de massa igual a 35 kg, inicialmente em repouso, varia com o tempo conforme indica o gráfico.

CRÉDITO: Editoria de Arte

a) Qual a intensidade do impulso dessa força no intervalo de 0 a 6 s?

Resposta: 70 N ∙ s

b) Qual o valor da velocidade do corpo no instante 6 s?

Resposta: 2 m/s

8. Conservação da quantidade de movimento

Considere um casal de patinadores. O rapaz, com massa 90 kg, se desloca com velocidade de 3 m/s constante ao encontro da parceira, que tem massa igual a 60 kg e está parada.

Ao se encontrarem, sem que a garota desse qualquer impulso em seus patins, eles se abraçam e passam a se deslocar juntos com velocidade de 1,8 m/s na mesma direção da velocidade inicial do rapaz.

As quantidades de movimento desse sistema (patinador e patinadora), que consideraremos isolado, imediatamente antes do encontro e imediatamente depois, são iguais a:

Qinicial = Qpatinador + Qpatinadora

⇒ Qinicial = m1v1 + m2v2

Qinicial = 90 ∙ 3 + 60 ∙ 0

Qinicial = 270 kg ∙ m/s

CRÉDITO DAS ILUSTRAÇÕES: Paulo César Pereira

M = m1 + m2 = 90 + 60 = 150 kg

v = 1,8 m/s

Qfinal = Mv

Qfinal = 150 ∙ 1,8

Qfinal = 270 kg ∙ m/s

Nessa situação a quantidade de movimento do sistema não variou, isto é, a quantidade de movimento inicial do sistema é igual à quantidade de movimento final.

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Consideremos agora outra situação, em que os patinadores estão parados, um de frente para o outro, e se empurram. Ela segue para um lado com velocidade constante de 2 m/s, e ele segue em sentido oposto com velocidade constante de 1 m/s. Nessa situação, as quantidades de movimento inicial e final são iguais a:

Qinicial = Qpatinador + Qpatinadora

Qinicial = m1v1 + m2v2

Qinicial = 90 ∙ 0 + 60 ∙ 0

Qinicial = 0

Qfinal = Qpatinador + Qpatinadora

Qfinal = m1v'1 + m2v'2

Qfinal = 90 ∙ (-2) + 60 ∙ (3)

Qfinal = 0

Também nessa situação a quantidade de movimento do sistema não variou, isto é, a quantidade de movimento inicial é igual à final.

Esses resultados respeitam um princípio fundamental da natureza: o princípio da conservação da quantidade de movimento, que podemos expressar assim:

Em um sistema isolado, a quantidade de movimento total sempre se conserva.

Um sistema é dito isolado quando os corpos que dele fazem parte se encontram livres da ação de forças externas.

Para as duas situações descritas observe que apenas forças trocadas entre eles (forças internas) foram responsáveis pela alteração de suas quantidades de movimento.

Se o sistema está isolado, forças externas não vão atuar sobre suas partes; assim, o impulso total das forças externas é nulo, o que resulta na conservação da quantidade de movimento do sistema.

I = Qf - Qi ⇒ FRΔt = Qf - Qi

Como FR = 0, vem:

0 = Qf - Qi

Qf = Qi

Boxe complementar:

PENSE E RESPONDA




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