Atividade: Impulso e Momento

Nesta atividade, nós vamos praticar o cálculo do impulso de uma força constante em um corpo e sua relação com a mudança no momento deste corpo.

Q1:

Uma força constante atuou em um corpo de massa 6 kg. Como resultado, sua velocidade mudou de 37 km/h para 49 km/h. Calcule a magnitude do impulso dessa força nesse corpo.

Q2:

Uma bola de ténis de massa 57 g movia-se horizontalmente a 68,4 m/s quando colidiu com uma raquete vertical que estava em repouso, após o qual ressaltou a 18,8 m/s. Dado que o tempo de contacto entre a bola e a raquete foi 1 2 5 de um segundo, determine a intensidade da força de impacto média.

Q3:

Três forças: 𝐹 = 5 𝚤 2 𝚥 + 2 𝑘 1 N , 𝐹 = 𝚥 3 𝑘 2 N , e 𝐹 = 𝚤 5 𝚥 2 𝑘 3 N , onde 𝚤 , 𝚥 , e 𝑘 são três vetores unitários mutuamente perpendiculares. As forças agiram em um corpo por 3 segundos. Encontre a magnitude de seu impulso combinado no corpo.

  • A 3 8 9 N⋅s
  • B 9 N⋅s
  • C 3 7 3 N⋅s
  • D 27 N⋅s

Q4:

Uma força constante atuou em um corpo de massa 𝑚 mudando sua velocidade de 9 m/s para 54 km/h. Dado que o impulso da força foi de 5,82 N⋅s, determine o valor de 𝑚 .

Q5:

Uma esfera lisa de massa 1‎ ‎412 g movia-se horizontalmente em linha reta a 13,5 m/s quando atingiu uma parede vertical lisa e fez ricochete a 9 m/s. Determine a intensidade do impulso exercido na esfera.

Q6:

Uma esfera de massa 125 g movia-se ao longo de uma secção horizontal de terreno a 165 cm/s quando embateu numa parede vertical. Sabendo que a parede aplicou um impulso de intensidade 0,214 N⋅s na esfera, determine a velocidade da esfera após fazer ricochete na parede.

Q7:

Um transporte ferroviário de massa 23 T estava se movendo 14 m/s antes de colidir com uma barreira. Dado que levou 4 s para o trem parar, determine a magnitude do impulso 𝐼 e a força média 𝐹 com o peso do quilograma mais próximo. Considere a aceleração devida à gravidade de 9,8 m/s2.

  • A 𝐼 = 3 2 2 / k g m s , 𝐹 = 8 1 k g f
  • B 𝐼 = 3 , 2 2 × 1 0 / k g m s , 𝐹 = 8 0 5 0 0 k g f
  • C 𝐼 = 3 2 2 / k g m s , 𝐹 = 8 2 1 4 k g f
  • D 𝐼 = 3 , 2 2 × 1 0 / k g m s , 𝐹 = 8 2 1 4 k g f

Q8:

Uma metralhadora dispara 840 balas por minuto contra uma parede de aço. Cada bala tem uma massa de 24,5 g e a sua velocidade quando atinge a parede é 120 m/s. determine a força que atua na parede dado que cada bala ressalta a 30 m/s. Considere 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q9:

Uma esfera de massa 83 g caiu verticalmente a partir de uma altura de 8,1 m em uma seção de solo horizontal. Ela rebateu e atingiu uma altura de 3,6 m. Dado que a duração do impacto foi de 0,42 segundos, e a aceleração devido à gravidade é 9,8 m/s2, encontre a força média de impacto.

Q10:

Uma bola de massa 560 g caiu 3,6 m até uma secção horizontal do solo. Ela ressaltou até uma altura de 1,6 m. Dado que a bola e o solo estiveram em contacto por 0,08 segundos, determine a força de impacto média entre a bola e o solo. Considere 𝑔 = 9 , 8 / m s .

  • A 103,488 N
  • B 960,4 N
  • C 180,488 N
  • D 98 N

Q11:

Uma bola de massa 5 kg caiu de uma altura de 6,4 m até uma secção horizontal do solo. Ela ressaltou até uma altura de 2,5 m. Dado que a duração do impacto foi de 0,5 segundos, determine a intensidade da força total que o solo exerceu na bola. Considere 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q12:

Um foguetão subia verticalmente, projetando o seu combustível consumido a 3‎ ‎600 km/h verticalmente para baixo. Dado que, a cada 8 segundos, expele 3 kg de combustível, determine a força de sustentação gerada pelo motor do foguetão.

Q13:

Uma bola polida de massa 240 g foi lançada verticalmente para cima a 16 m/s em direção a um teto horizontal 390 cm acima do solo. A bola colidiu com o teto e ressaltou verticalmente para baixo. A intensidade da força de impacto da bola no teto foi 960 gf, e estiveram em contacto por 1 2 de um segundo. Determine a velocidade da bola quando ressaltou do teto. Considere a aceleração gravítica 9,8 m/s2.

Q14:

Um corpo de massa 349 g foi lançado verticalmente para cima a 539 m/s do ponto em que estava 78 cm abaixo do teto do quarto. Quando atingiu o teto, ressaltou e, 0,6 segundos mais tarde, atingiu o chão. Sabendo que a altura do teto era 390 cm, e a duração do impacto foi de 1 7 segundos, determine a força do impacto, arredondado às unidades do newton. Considere a aceleração gravítica 9,8 m/s2.

Q15:

A figura apresentada mostra um gráfico de força-tempo para uma força atuando em uma direção constante em um corpo que se move ao longo de um plano horizontal liso. Utilizando as informações fornecidas, calcule a magnitude do impulso da força.

Q16:

A figura apresentada mostra um gráfico de força-tempo. No tempo 𝑡 segundos, onde 𝑡 0 , a força é dada por 𝐹 = ( 𝑡 2 ) 2 N . Encontre o impulso sobre os primeiros quatro segundos.

  • A 8 N⋅s
  • B 4 N⋅s
  • C 8 3 N⋅s
  • D 1 6 3 N⋅s

Q17:

A figura apresentada mostra um gráfico de força-tempo. No tempo 𝑡 segundos, onde 𝑡 0 , a força é dada por 𝐹 = ( 𝑡 3 ) + 4 N . Encontre o seu impulso durante o sexto segundo.

  • A 2 N⋅s
  • B 8 N⋅s
  • C 3 1 6 N⋅s
  • D 3 1 3 N⋅s

Q18:

Duas forças 𝐹 e 𝐹 agem em um corpo de unidade de massa por 19 segundos. Dados que 𝐹 = 8 𝚤 4 𝚥 N e 𝐹 = 𝚤 + 3 𝚥 N , encontre o impulso.

  • A 7 6 5 N s
  • B 5 2 N s
  • C 1 9 1 0 N s
  • D 9 5 2 N s

Q19:

As forças 𝐹 = 𝑎 𝑖 + 3 𝚥 , 𝐹 = 3 𝚤 + 𝑏 𝚥 e 𝐹 = 𝑎 𝑖 3 𝚥 atuaram num corpo por 3 segundos. Se o seu impulso combinado no corpo foi de 𝐼 = 3 𝚤 6 𝚥 , determine os valores de 𝑎 e 𝑏 .

  • A 𝑎 = 2 , 𝑏 = 8
  • B 𝑎 = 4 , 𝑏 = 2
  • C 𝑎 = 4 , 𝑏 = 8
  • D 𝑎 = 2 , 𝑏 = 2

Q20:

Uma bola de massa 135 g caiu do topo de uma torre que tinha 206,1 m de altura. No mesmo instante, outra bola da mesma massa foi lançada para cima da base da torre a 68,7 m/s. Determine o instante 𝑡 da colisão das duas bolas e a sua altura 𝑥 em relação ao solo. Considere a aceleração gravítica 𝑔 = 9 , 8 / m s .

  • A 𝑡 = 6 s , 𝑥 = 1 1 7 , 9 m
  • B 𝑡 = 3 s , 𝑥 = 4 4 , 1 m
  • C 𝑡 = 6 s , 𝑥 = 1 0 5 , 5 5 m
  • D 𝑡 = 3 s , 𝑥 = 1 6 2 m

Q21:

Um rapaz estava a praticar toques numa bola. Sabendo que a bola demorou 2,6 segundos a regressar ao seu pé após a ter tocado e que 𝑔 = 9 , 8 / m s , determine a velocidade da bola logo após tocá-la.

Q22:

Um corpo foi lançado verticalmente para cima a 12,74 m/s do topo de uma torre. Determine o tempo demorado para o corpo regressar ao ponto donde foi lançado. Considere a aceleração gravítica 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q23:

Um corpo iniciou uma queda de um ponto que estava a 104,4 m acima do solo. Ao mesmo tempo, outro corpo foi lançado verticalmente para cima a 40,6 m/s do solo. Os dois corpos cruzaram-se num ponto 𝑑 metros acima do solo no instante 𝑡 . Determine 𝑡 e 𝑑 , e determine se os dois corpos se cruzaram quando se moviam no mesmo sentido ou em sentidos opostos. Considere 𝑔 = 9 , 8 / m s .

  • A 𝑡 = 1 8 7 s , 𝑑 = 3 2 , 4 m , sentidos opostos
  • B 𝑡 = 1 8 7 s , 𝑑 = 7 2 m , o mesmo sentido
  • C 𝑡 = 1 8 7 s , 𝑑 = 3 2 , 4 m , o mesmo sentido
  • D 𝑡 = 1 8 7 s , 𝑑 = 7 2 m , sentidos opostos
  • E 𝑡 = 4 0 7 s , 𝑑 = 7 2 m , sentidos opostos

Q24:

Uma pedra foi lançada para um poço a 4,5 m/s e atingiu o fundo 4 segundos mais tarde. Sabendo que 𝑔 = 9 , 8 / m s , determine a velocidade da pedra quando alcançou o fundo do poço.

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