Atividade: Conservação do Momento

Nesta atividade, nós vamos praticar o cálculo da variação do momento de objeto que transferem momento de uns para os outros por aplicação do princípio da conservação do momento.

Q1:

Um fogo de artifício é amarrado a um carro de brinquedo para fazer um foguete de brinquedo. O fogo de artifício ejeta a exaustão de sua base. O escape tem uma massa de 15 g e se afasta do fogo de artifício a uma velocidade constante de 55 m/s. O carro-foguete tem uma massa de 75 g. Em que velocidade constante o carro-foguete se move?

Q2:

O ioiô de um menino tem uma massa de 20 g. O ioiô percorre a corda a uma velocidade constante de 50 mm/s até atingir o final da corda. Quando o ioiô está no final da corda, o garoto empurra a corda para cima e esse movimento aumenta o impulso para cima do ioiô por 0,0015 kg⋅m/s. A que velocidade instantânea, em milímetros por segundo, o ioiô sobe a corda depois que a mudança de momento ocorre?

  • A 38 mm/s
  • B 125 mm/s
  • C 50 mm/s
  • D 25 mm/s
  • E 22 mm/s

Q3:

Uma bola de pingue-pongue de massa 45 g, que se movia a uma velocidade constante de 3 m/s, colide com uma bola de bowling de massa 7 kg que estava em repouso. A bola de pingue-pongue embate na de bowling e ressalta em sentido contrário ao inicial, com uma velocidade constante de 1,6 m/s. Quantos centímetros por segundo se move a bola de bowling após a colisão, arredondando às unidades?

Q4:

Durante um jogo de bilhar, uma bola que tem uma massa de 170 g move-se na mesa de bilhar a uma velocidade constante de 30 cm/s. A bola de bilhar atinge outra bola, que tem uma massa de 160 g e movia-se na mesa em sentido oposto à primeira bola, a uma velocidade constante de 30 cm/s, como se apresenta no diagrama. Após a colisão, a primeira bola moveu-se na mesa em sentido oposto ao do seu movimento antes da colisão e à mesma velocidade que a inicial.

Qual foi a velocidade da bola de 160 g após a colisão? Arredonde a resposta às unidades.

Após a colisão, a bola de 160 g move-se no mesmo sentido que a primeira bola ou sentido oposto?

  • AEm sentido oposto
  • BNo mesmo sentido

Q5:

Durante um jogo de bilhar, uma bola branca com massa de 170 g move-se ao longo de uma mesa de bilhar a uma velocidade constante de 80 cm/s. A bola branca bate em outra bola, que tem uma massa de 160 g e não está se movendo, como mostrado no diagrama. Após a colisão, a bola não se move. Que velocidade constante, em centímetros por segundo, faz a bola de massa de 160 g se mover após a colisão?

Q6:

Um balão consiste de uma pele com uma massa de 5,4 g. Ele contém ar que tem uma massa de 2,8 g. O balão está inicialmente estacionário. Seu fim é desamarrado para que o ar possa escapar dele, e o ar que sai o deixa a uma velocidade média de 1,5 m/s. Qual é a velocidade do balão quando 1,2 g de ar escapa dele? Suponha que qualquer ar deixado no balão se mova na mesma velocidade que o balão. Dê sua resposta para 2 casas decimais.

Q7:

Duas bolas de massas iguais colidem umas com as outras, como mostrado na parte Antes do diagrama. Qual das quatro maneiras que as duas bolas poderiam estar se movendo como mostrado na parte Depois do diagrama que não conserva o impulso total das bolas?

  • A(B)
  • B(A)
  • C(D)
  • D(C)
  • ETodos os exemplos mostrados conservam o momento.

Q8:

Durante um jogo de bilhar, a bola branca tem uma massa de 170 g e move-se na mesa a uma velocidade constante de 60 cm/s. A bola branca atinge outra bola, com uma massa de 160 g e que também se movia na mesa no mesmo sentido da bola branca, mas a uma velocidade de 15 cm/s, como se mostra no diagrama. Após a colisão, as bolas moveram-se em conjunto e à mesma velocidade. Qual é a velocidade das bolas após a colisão? Arredonde a resposta às unidades.

Q9:

Durante um jogo de bilhar, a bola branca que tem uma massa de 170 g move-se na mesa com uma velocidade constante de 51 cm/s. A bola branca atinge outra bola, que tem uma massa de 160 g e não se movia, como se apresenta no diagrama. Após a colisão, as bolas moveram-se em conjunto à mesma velocidade. Qual é a velocidade, em centímetros por segundo, das bolas após a colisão? Arredonde a resposta com uma casa decimal.

Q10:

Duas bolas com massas iguais colidem uma com a outra, como mostrado na parte “antes” do diagrama. Qual das quatro maneiras pelas quais as duas bolas podem se mover, como mostrado na parte “depois” do diagrama, não conserva a quantidade de movimento total das bolas?

  • A(B)
  • B(A)
  • C(C)
  • DTodos os exemplos mostrados conservam a quantidade de movimento.
  • E(D)

Q11:

Um barqueiro empurra uma jangada num rio, como se mostra no diagrama. A vara empurra uma pedra no leito do rio e faz acelerar a jangada até uma velocidade de 0,25 m/s. Qual é a velocidade da pedra quando a jangada acelerou? Ignore qualquer movimento da água ou o atrito do leito do rio.

Q12:

Um meteoro com uma massa de 7 000 g atravessa o ar, em direção ao solo, a uma velocidade constante de 1 500 m/s. Em pleno ar, o meteoro explode, dividindo-se em duas partes. A parte maior tem uma massa de 5 000 g e a parte menor tem uma massa de 2 000 g. Depois da explosão, a parte menor tem uma velocidade, de sentido para baixo, de 1 200 m/s, como se mostra no diagrama. Qual é a velocidade para baixo da parte maior?

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