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Sabemos que é muito mais difícil parar um caminhão do que um car...
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Impulso Modifica o Momentum
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O impulso altera o momentum da mesma forma que a força ...
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Uma grande variação
de momentum durante
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Conservação do Momentum
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Para alterar o momentum de um objeto, devemos aplicar um im...
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O momentum é conservado durante colisões - isto é, o momentum é o
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Colisões Elásticas
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Numa colisão elástica, os objetos ricocheteiam sem nenhuma defor...
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Colisões Inelásticas
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Numa colisão perfeitamente inelástica os objetos grudam depois...
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Questão 1 - (UERJ 2012)
Observe a tabela abaixo, que apresenta as massas de alguns...
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Em uma partida de tênis, após um saque, a bola, de massa a...
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Um brinquedo muito simples de construir, e que vai ao
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Questão 5 - (FGV/RJ)
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Questão 6 - (UFTM 2012)
Em algumas circunstâncias nos deparamos com situações de p...
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Aula 8 - Momentum e Colisões - Física - PVSJ - Prof Elvis

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O momentum e colisões - com algumas questões de vestibular no final.

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Aula 8 - Momentum e Colisões - Física - PVSJ - Prof Elvis

  1. 1. 1 Pré-Vestibular São Januário Conteúdo, dicas, macetes e questões prováveis... FÍSICA Prof. Elvis Soares Momentum e Colisões 2015
  2. 2. 2 Momentum e Impulso PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Sabemos que é muito mais difícil parar um caminhão do que um carro que estejam se movendo com a mesma velocidade. Podemos dizer que o caminhão tem mais momentum do que o carro. Aplique uma força rapidamente num carro enguiçado e você conseguirá produzir apenas uma pequena variação no momentum. Aplique a mesma força durante um tempo longo e a variação do momentum será maior. O nome que se dá ao produto da força pelo intervalo de tempo de sua atuação é impulso. Momentum = m.v Momentum = massa ⇥ velocidade Impulso = for¸ca ⇥ int. de tempo Impulso = F. t
  3. 3. 3 Impulso Modifica o Momentum PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares O impulso altera o momentum da mesma forma que a força altera a velocidade. Algumas vezes o impulso pode ser considerado a causa da variação do momentum. Outras vezes, a variação do momentum causa o impulso. O importante é que impulso e a variação do momentum estão sempre relacionados. A força pode variar ao longo do tempo, mas o impulso é sempre a área dessa curva. Impulso = varia¸c˜ao do momentum F. t = (m.v) A raquete provoca uma variação do momentum da bola de tênis
  4. 4. 4 PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Uma grande variação de momentum durante um tempo grande requer uma força pequena. (a) O boxeador se move pra trás prolongando o tempo de contato. (b) O boxeador se move para frente encurtando o tempo de contato. Uma grande variação de momentum durante num tempo curto requer uma força grande.
  5. 5. 5 Conservação do Momentum PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Para alterar o momentum de um objeto, devemos aplicar um impulso externo a ele. Antes e depois do disparo o momentum é o mesmo. Para o sistema formado por bala e rifle, momentum algum foi ganho ou perdido. Dizemos que o momentum foi conservado. O momentum antes do disparo é nulo. Após o disparo, o momentum ainda é nulo.
  6. 6. 6 Colisões PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares O momentum é conservado durante colisões - isto é, o momentum é o mesmo antes, durante e depois da colisão entre dois corpos. Isso porque só atuam forças internas, não há nenhum impulso externo. Numa colisão, ocorre apenas a redistribuição ou o compartilhamento de qual seja o momentum antes da colisão. O momentum total dos caminhões é o m e s m o a n t e s e depois da colisão. (m.v total)antes = (m.v total)depois
  7. 7. 7 Colisões Elásticas PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Numa colisão elástica, os objetos ricocheteiam sem nenhuma deformação ou geração de calor. 5 5 m.5 + 0 = 0 + m.v (m.v total)antes = (m.v total)depois v = 5 Uma bola verda colide frontalmente com uma b o l a a m a re l a e m repouso, transferindo momentum a ela.
  8. 8. 8 Colisões Inelásticas PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Numa colisão perfeitamente inelástica os objetos grudam depois da colisão, ou seja, eles ficam unidos. (m.v total)antes = (m.v total)depois v = 5 O momentum do vagão de carga da e s q u e r d a é compartilhado com o vagão da direita. m.10 + 0 = 2m.v
  9. 9. 9 Teste sua Compreensão PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares
  10. 10. 10 PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Questão 1 - (UERJ 2012) Observe a tabela abaixo, que apresenta as massas de alguns corpos em movimento uniforme. Admita que um cofre de massa igual a 300 kg cai, a partir do repouso e em queda livre de uma altura de 5 m. Considere Q1, Q2, Q3 e Q4, respectivamente, as quantidades de movimento do leopardo, do automóvel, do caminhão e do cofre ao atingir o solo. As magnitudes dessas grandezas obedecem relação indicada em: (A) Q1 < Q4 < Q2 < Q3 (B) Q4 < Q1 < Q2 < Q3 (C) Q1 < Q4 < Q3 < Q2 (D) Q4 < Q1 < Q3 < Q2 Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias Observe a tabela abaixo, que apresenta as massas de alguns corpos em movimento uniforme. Admita que um cofre de massa igual a 300 kg cai, a partir do repouso e em queda livre de uma altura de 5 m. Considere Q1 , Q2 , Q3 e Q4 , respectivamente, as quantidades de movimento do leopardo, do automóvel, do caminhão e do cofre ao atingir o solo. As magnitudes dessas grandezas obedecem relação indicada em: (A) Q1 < Q4 < Q2 < Q3 (B) Q4 < Q1 < Q2 < Q3 (C) Q1 < Q4 < Q3 < Q2 (D) Q4 < Q1 < Q3 < Q2 CORPOS MASSA (kg) VELOCIDADE (km/h) leopardo 120 60 automóvel 1100 70 caminhão 3600 20
  11. 11. 11 PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Questão 2 - (UERJ 2012) Em uma partida de tênis, após um saque, a bola, de massa aproximadamente igual a 0,06 kg, pode atingir uma velocidade de 60 m/s.Admitindo que a bola esteja em repouso no momento em que a raquete colide contra ela, o impulso realizado pela raquete sobre a bola, no SI, vale: (A) 0 N.s (C) 24,2 N.s (B) 3,6 N.s (D) 60,0 N.s Um jogador de hockey no gelo consegue imprimir uma velocidade de 162 km/h ao puck (disco), cuja massa é de 170 g. Considerando-se que o tempo de contato entre o puck e o stick (o taco) é da ordem de um centésimo de segundo, a força impulsiva média, em newton, é de: (A) 7,65 (B) 7,65×102 (C) 2,75×103 (D) 7,65×103 (E) 2,75×104 Questão 3 - (UFG 2010)
  12. 12. 12 PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Questão 4 - (FGV) Um brinquedo muito simples de construir, e que vai ao encontro dos ideais de redução, reutilização e reciclagem de lixo, é retratado na figura ao lado. A brincadeira, em dupla, consiste em mandar o bólido de 100 g, feito de garrafas plásticas, de um lado para o outro. Quem recebe o bólido mantém suas mãos juntas, tornando os fios paralelos, enquanto aquele que o manda abre com vigor os braços, imprimindo uma força variável, conforme o gráfico ao lado. Considere que: a resistência ao movimento causada pelo ar e o atrito entre as garrafas com os fios sejam desprezíveis; o tempo que o bólido necessita para deslocar-se de um extremo ao outro do brinquedo seja igual ou superior a 0,60 s. Dessa forma, iniciando a brincadeira com o bólido em um dos extremos do brinquedo, com velocidade nula, a velocidade de chegada do bólido ao outro extremo, em m/s, é de (A) 16 (B) 20 (C) 24 (D) 28 (E) 32
  13. 13. 13 PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Questão 5 - (FGV/RJ) Leonardo, de 75 kg, e sua filha Beatriz, de 25 kg, estavam patinando em uma pista horizontal de gelo, na mesma direção e em sentidos opostos, ambos com velocidade de módulo v = 1,5 m/s. Por estarem distraídos, colidiram frontalmente, e Beatriz passou a se mover com velocidade de módulo u = 3,0 m/s, na mesma direção, mas em sentido contrário ao de seu movimento inicial. Após a colisão, a velocidade de Leonardo é (A) nula. (B) 1,5 m/s no mesmo sentido de seu movimento inicial. (C) 1,5 m/s em sentido oposto ao de seu movimento inicial. (D)3,0 m/s no mesmo sentido de seu movimento inicial. (E) 3,0 m/s em sentido oposto ao de seu movimento inicial.
  14. 14. 14 PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Questão 6 - (UFTM 2012) Em algumas circunstâncias nos deparamos com situações de perigo e, para esses momentos, são necessários equipamentos de segurança a fim de evitar maiores danos. Assinale a alternativa que justifica corretamente o uso de determinados dispositivos de segurança. (A) O cinto de segurança e o air-bag, utilizados nos automóveis, servem para amortecer o impacto do motorista em uma colisão e, consequentemente, reduzir a variação do módulo da quantidade de movimento do motorista na colisão. (B) Um automóvel, ao fazer uma curva com velocidade de módulo constante, varia o módulo da quantidade de movimento do motorista, uma vez que a resultante das forças nele aplicadas é nula devido ao uso do cinto de segurança. (C) Em uma atividade circense, o trapezista ao cair do trapézio é amortecido por uma rede de proteção, responsável pela anulação da quantidade de movimento devido ao impulso que ela lhe aplica, o que não ocorreria se ele caísse diretamente no solo. (D) O impulso exercido por uma rede de proteção sobre o trapezista é igual àquele exercido pelo solo, caso não haja a rede; porém, o tempo de interação entre o trapezista e a rede é maior, o que faz com que diminua a força média exercida sobre o trapezista pela rede, em relação ao solo. (E) Ao cair sobre a rede de proteção o trapezista recebe da rede uma força maior do que aquela recebida se caísse no solo, oferecendo a ele maior segurança e diminuindo o risco de acidente.
  15. 15. 15 PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Questão 7 - (UDESC) No dia 25 de julho o brasileiro Felipe Massa, piloto da equipe Ferrari, sofreu um grave acidente na segunda parte do treino oficial para o Grande Prêmio da Hungria de Fórmula 1. O piloto sofreu um corte de oito centímetros na altura do supercílio esquerdo após o choque de uma mola que se soltou do carro de Rubens Barrichello contra seu capacete. O carro de Felipe Massa estava a 280,8 km/h, a massa da mola era 0,8 kg e o tempo estimado do impacto foi 0,026 s. Supondo que o choque tenha ocorrido na horizontal, que a velocidade inicial da mola tenha sido 93,6 km/h (na mesma direção e sentido da velocidade do carro) e a velocidade final 0,0 km/h, a força média exercida sobre o capacete foi: (A) 800 N (B) 1.600 N (C) 2.400 N (D) 260 N (E) 280 N
  16. 16. 16 PVSJ :: Física :: Prof. Elvis Soares Gabarito 1. (C) 2. (B) 3. (B) 4. (C) 5. (A) 6. (D) 7. (A)

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