Componente curricular



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55. Mostre que as unidades de impulso e quantidade de movimento são equivalentes.

Resposta: I = F ∙ Δt ⇒
⇒ I = m (Δv/Δt) ∙ Δt ⇒
⇒ I = m [(vf) - (v1)] ⇒
⇒ I = mvf - mv1
⇒ I = Qf - Q1

56. Uma bola atinge uma parede com velocidade de 4 m/s e volta com velocidade de mesmo valor, direção, mas sentido oposto. Houve variação da quantidade de movimento da bola? Justifique.

Resposta: No choque perfeitamente elástico o módulo da quantidade de movimento se conserva, mas seu valor vetorial pode mudar em direção e sentido.

57. Dois patinadores no gelo, Ana e João, empurram-se mutuamente. João "pesa" mais do que Ana.

a) Qual patinador, se for o caso, possui a maior quantidade de movimento após o empurrão? Justifique.

Resposta: Os dois possuiram a mesma quantidade de movimento, pois o sistema conserva a quantidade de movimento.

b) Qual patinador, se for o caso, possui a maior velocidade após o empurrão? Explique.

Resposta: Ana possui maior velocidade, pois para compensar a quantidade de movimento devido a sua massa ser menor, a sua velocidade deve ser maior.

58. Numa pista de gelo um garoto de massa igual a 30 kg, sobre patins, dá um empurrão em um homem, de massa M , também sobre patins. Se a velocidade adquirida pelo homem é a terça parte da velocidade adquirida pelo garoto, calcule M.

Resposta: 90 kg

59. João e Pedro são dois astronautas em repouso no espaço sideral. João, cuja massa é 80 kg, tem em sua mão uma caixa de 20 kg. A caixa é arremessada para Pedro com velocidade de 6 m/s. Pedro, de massa 100 kg, ao segurar a caixa também se movimenta. Determine:

a) a velocidade com que João recua ao arremessar a caixa.

Resposta: -1,5 m/s

b) a velocidade de Pedro após segurar a caixa.

Resposta: 1,0 m/s

60. Uma bomba está inicialmente em repouso. Ela explode em quatro pedaços iguais. Um vai para o sul com velocidade v1, e o outro vai para oeste com velocidade v2. Qual é a direção, o sentido e o módulo da velocidade de cada um dos outros dois pedaços da bomba?

Resposta: Um dos pedaços vai para o norte e o outro vai para o leste, ambos com mesma velocidade em módulo.

61. Dois carrinhos que comprimem uma mola encontram-se apoiados sobre uma superfície horizontal sem atrito. Inicialmente, o sistema encontra-se em repouso. Os carrinhos são soltos e, após a interação, movimentam-se em sentidos opostos. Sendo a massa de A = 2,0 kg e a de B = 4 kg, a duração da interação 0,01 s e a velocidade de A , após a interação, 2,0 m/s, determine:

CRÉDITO DAS ILUSTRAÇÕES: Editoria de Arte

a) a velocidade do carrinho B após a interação.

Resposta: vB = -1,0 m/s

b) o impulso aplicado em cada carrinho.

Resposta: IA = 4,0 N ∙ s; IB = -4,0 N ∙ s

c) o módulo da força exercida pela mola sobre cada carrinho.

Resposta: FA = 400 N; FB = -400 N

62. (Esal-MG) Um objeto de massa 5,0 kg movimentando-se a uma velocidade de módulo 10 m/s, choca-se frontalmente com um segundo objeto de massa 20 kg, parado. O primeiro objeto, após o choque, recua uma velocidade de módulo igual a 2,0 m/s. Desprezando-se o atrito, a velocidade do segundo, após o choque tem módulo igual a:

a) 2,0 m/s

b) 3,0m/s

c) 4,0 m/s

d) 6,0 m/s

e) 8,0 m/s

Resposta correta: b.

63. (Fuvest-SP) Uma partícula se move com velocidade uniforme V ao longo de uma reta e choca-se frontalmente com outra partícula idêntica, inicialmente em repouso. Considerando o choque elástico e desprezando atritos, podemos afirmar que, após o choque:

a) as duas partículas movem-se no mesmo sentido com velocidade V/2.

b) as duas partículas movem-se em sentidos opostos com velocidades -V e +V.

c) a partícula incidente reverte o sentido do seu movimento, permanecendo a outra em repouso.

d) a partícula incidente fica em repouso e a outra se move com velocidade v.

e) as duas partículas movem-se em sentidos opostos com velocidades -v e 2v.

Resposta correta: d.

170

CAPÍTULO 10 - Trabalho e potência

1. Trabalho de uma força

No capítulo anterior, relacionamos força com o tempo de sua aplicação e obtivemos a grandeza vetorial impulso. Neste capítulo vamos relacionar força com o deslocamento que ela provoca no seu ponto de aplicação. Esta grandeza é escalar e chamada de trabalho. Assim, o trabalho a ser realizado está diretamente relacionado com a força resultante sobre o corpo e com o deslocamento produzido nele.

Em Física, o que realiza um trabalho é sempre uma força, e não aquilo que aplicou a força, como uma pessoa, um carro, um guindaste etc.

Imagine a seguinte situação: se você levantar uma caixa com as mãos, quanto maior a massa da caixa e quanto mais alto ela for erguida, maior será o trabalho realizado pela força exercida por você. Se você erguer a uma altura de 50 cm duas caixas idênticas, estará realizando o dobro do trabalho que faria para elevar somente uma caixa, pois a força necessária para elevar duas vezes mais massa é duas vezes maior. O mesmo resultado será obtido se você erguer apenas uma caixa à altura de 100 cm, pois estará dobrando o deslocamento.

LEGENDA: As forças exercidas pelo homem para erguer as caixas realizam trabalho.

CRÉDITO: Paulo César Pereira

Note que em Física o conceito de trabalho é diferente do que usamos na linguagem do dia a dia. No cotidiano, empregamos a palavra trabalho para designar qualquer serviço ou tarefa que pode ou não exigir força ou deslocamento. Em Física, quando uma força produz o deslocamento de um corpo, essa força realiza trabalho. Assim, se não houver deslocamento ou força, não há trabalho.

Para a definição de trabalho, vamos considerar dois casos:

- 1 º caso: a força tem a mesma direção do deslocamento

Consideremos um caixote que, por causa da força F, horizontal e constante, se movimenta da posição A para a posição B, sofrendo um deslocamento d.

CRÉDITO: Editoria de Arte


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