Exercícios de vestibulares sobre Impulso e Quantidade de Movimento
Exercícios de vestibulares sobre
Impulso e Quantidade de Movimento
01-(Uff-RJ) Diversos jogos e esportes envolvem a colocação de objetos em movimento, os quais podem ser impulsionados por contato direto do atleta ou utilizando-se um equipamento adequado. O conceito físico de impulso tem grande importância na análise dos movimentos e choques envolvidos nesses jogos e esportes. Para exemplificá-lo, três bolas de mesma massa são abandonadas de uma mesma altura e colidem com a superfície horizontal de uma mesa de madeira.
A bola 1 é feita de borracha; a 2 de madeira e a 3 de massa de modelar.
Comparando os impulsos I1, I2 e I3 que cada uma das bolas exerce, respectivamente, sobre a mesa, é correto afirmar que:
a) I1 = I2 = I3 b) I1 > I2 > I3 c) I1 < I2 < I3 d) I1 < I2 e I2 > I3 e) I1 > I2 e I2 < I3
02-(ITA-SP) Um automóvel pára quase que instantaneamente ao bater frontalmente numa árvore. A proteção oferecida pelo “air-bag”, comparativamente ao carro que dele não dispõe, advém do fato de que a transferência para o carro de parte do momentum do motorista se dá em condição de
a) menor força em maior período de tempo.
b) menor velocidade, com mesma aceleração.
c) menor energia, numa distância menor.
d) menor velocidade e maior desaceleração.
e) mesmo tempo, com força menor.
03- (PUC-SP) O gráfico representa a força resultante sobre um carrinho de supermercado de massa total 40 kg, inicialmente em repouso.
A intensidade da força constante que produz o mesmo impulso que a força representada no gráfico durante o intervalo de tempo de 0 a 25 s é, em newtons, igual a
04-(FGV-SP) Uma ema pesa aproximadamente 360 N e consegue desenvolver uma velocidade de 60 km/h, o que lhe confere uma quantidade de movimento linear, em kg.m/s, de
Dado: aceleração da gravidade = 10 m/s2
05-(Ufu-MG) Considere o gráfico adiante, que representa a grandeza A em função do tempo t (em unidades de 10-3 s).
Se a grandeza A representar o módulo da quantidade de movimento (em kg.m/s) de um corpo de massa m = 3 kg, determine a variação da energia cinética desse corpo entre os instantes t = 0s e t = 6 x 10-3 s.
06-(Uerj-RJ) Um estudante, ao observar o movimento de uma partícula, inicialmente em repouso, constatou que a força resultante que atuou sobre a partícula era não-nula e manteve módulo, direção e sentido inalterados durante todo o intervalo de tempo da observação.
Desse modo, ele pôde classificar as variações temporais da quantidade de movimento e da energia cinética dessa partícula, ao longo do tempo de observação, respectivamente, como:
a) linear – linear
b) constante – linear
c) linear – quadrática
d) constante – quadrática
07-(MACKENZIE-SP) Durante sua apresentação numa “pista de gelo”, um patinador de 60 kg, devido à ação exclusiva da gravidade, desliza por uma superfície plana, ligeiramente inclinada em relação à horizontal, conforme ilustra a figura a seguir. O atrito é praticamente desprezível. Quando esse patinador se encontra no topo da pista, sua velocidade é zero e ao atingir o ponto mais baixo da trajetória, sua quantidade de movimento tem módulo
a) 1,20 . 102 kg . m/s
b) 1,60 . 102 kg . m/s
c) 2,40 . 102 kg . m/s
d) 3,60 . 102 kg . m/s
e) 4,80 . 102 kg . m/s
Dados: g = 10 m/s2
08-(Ufrs-RS) Um observador, situado em um sistema de referência inercial, constata que um corpo de massa igual a 2 kg, que se move com velocidade constante de 15 m/s no sentido positivo do eixo x, recebe um impulso de 40 N.s em sentido oposto ao de sua velocidade. Para esse observador, com que velocidade, especificada em módulo e sentido, o corpo se move imediatamente após o impulso?
09-(UNIFESP-SP) Uma menina deixa cair uma bolinha de massa de modelar que se choca verticalmente com o chão e pára; a bolinha tem massa 10 g e atinge o chão com velocidade de 3,0 m/s. Pode-se afirmar que o impulso exercido pelo chão sobre essa bolinha é vertical, tem sentido para
a) cima e módulo 3,0 . 10-2 N . s.
b) baixo e módulo 3,0 . 10-2 N . s.
c) cima e módulo 6,0 . 10-2 N . s.
d) baixo e módulo 6,0 . 10-2 N . s.
e) cima e módulo igual a zero.
10-(Uerj-RJ) Na rampa de saída do supermercado, uma pessoa abandona, no instante t = 0, um carrinho de compras de massa 5 kg que adquire uma aceleração constante. Considere cada um dos três primeiros intervalos de tempo do movimento iguais a 1 s. No primeiro e no segundo intervalos de tempo, o carrinho percorre, respectivamente, as distâncias de 0,5 m e 1,5 m. Calcule:
a) o momento linear que o carrinho adquire no instante t = 3 s;
b) a distância percorrida pelo carrinho no terceiro intervalo de tempo.
11-(Uff-RJ) Para construir barracos em uma região onde predominam matacões (pedras gigantes), os invasores do Jardim Paraná, loteamento clandestino na serra da Cantareira, pagam a pedreiros para explodirem as pedras com dinamite. Algumas dessas pedras ficam instáveis. Suponha que uma pedra de 10 toneladas, inicialmente em repouso, deslize, sem rolar, de uma altura de 72 metros e que, nesse processo, aproximadamente 90% da variação de sua energia potencial gravitacional seja dissipada por atrito.
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Considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, a quantidade de movimento final da pedra em kg m/s é, aproximadamente, igual a:
12-(UFG) O jogo de squash resume-se basicamente em arremessar com uma raquete a bola contra uma parede e rebatê-la novamente após cada colisão. Se após o saque a bola chocar-se perpendicularmente contra a parede e voltar na mesma direção, o impulso da força exercida pela parede sobre a bola será
a) igual a zero, pois a energia cinética da bola se conserva quando o choque é perfeitamente elástico.
b) diretamente proporcional à soma dos módulos das velocidades antes e após a colisão com a parede.
c) igual ao produto da massa pela velocidade de retorno da bola.
d) igual à soma vetorial das quantidades de movimento antes e depois do choque com a parede.
e) igual ao impulso da raquete na bola.
13-(FGV-SP) Em plena feira, enfurecida com a cantada que havia recebido, a mocinha, armada com um tomate de 120 g, lança-o em direção ao atrevido feirante, atingindo-lhe a cabeça com velocidade de 6 m/s.
Se o choque do tomate foi perfeitamente inelástico e a interação trocada pelo tomate e a cabeça do rapaz demorou 0,01 s, a intensidade da força média associada à interação foi de
14-(PUCCAMP-SP) Em um esforço rápido e súbito, como um saque no tênis, uma pessoa normal pode ter o pulso elevado de 70 a 100 batimentos por minuto; para um atleta, pode se elevar de 60 a 120 bpm, como mostra o gráfico a seguir.
O contato de uma bola de tênis de 100 g com a raquete no momento do saque dura cerca de 10-2 s. Depois disso, a bola, inicialmente com velocidade nula, adquire velocidade de 30 m/s. O módulo da força média exercida pela raquete sobre a bola durante o contato é, em newtons, igual a
15-(Ufsm-RS) Uma turbina gira por efeito da colisão da água canalizada com suas pás.
Se, no intervalo de tempo ∆t, uma quantidade de água de massa m colide com uma pá de área A, tendo sua velocidade de módulo v reduzida à metade, a força exercida sobre a pá tem módulo:
16-(Ufrj-RJ) Um artigo recente da revista “Nature” revela que a cigarrinha espumosa (Philaenus spumarius) é o inseto capaz de saltar mais alto. Ela salta com uma velocidade inicial de 4,0 m/s.
Suponha que entre o instante em que ela começa a armar o salto e o instante em que suas patas perdem o contato com o solo, com velocidade de 4,0 m/s, decorra ∆t = 1,0 x 10-3 s.
Considerando g = 10 m/s2, calcule a razão | fm | / | P | entre o módulo da força resultante média fm sobre a cigarrinha durante o intervalo Dt e o módulo de seu próprio peso P.
17-(UFSCAR-SP) Ao desferir a primeira machadada, a personagem da tirinha movimenta vigorosamente seu machado, que atinge a árvore com energia cinética de 4π2 J
Como a lâmina de aço tem massa 2 kg, desconsiderando-se a inércia do cabo, o impulso transferido para a árvore na primeira machadada, em N.s, foi de
18-(UNESP-SP) Um atleta, com massa de 80 kg, salta de uma altura de 3,2 m sobre uma cama elástica, atingindo exatamente o centro da cama, em postura ereta, como ilustrado na figura.
Devido à sua interação com a cama, ele é lançado novamente para o alto, também em postura ereta, até a altura de 2,45 m acima da posição em que a cama se encontrava. Considerando que o lançamento se deve exclusivamente à força de restituição da cama elástica e que a interação do atleta com a cama durou 0,4 s, calcule o valor médio da força que a cama aplica ao atleta. Considere g = 10 m/s2
19-(Uerj-RJ) Uma bola de futebol de massa igual a 300 g atinge uma trave da baliza com velocidade de 5,0 m/s e volta na mesma direção com velocidade idêntica.
O módulo do impulso aplicado pela trave sobre a bola, em N × s corresponde a:
20-(FUVEST-SP) Um avião a jato voa a 900km/h. Um pássaro de 2,0 kg é apanhado por ele, chocando-se perpendicularmente com o vidro dianteiro inquebrável da cabina.
Que força é aplicada no vidro, se o choque dura um milésimo de segundo?
21-(UNICAMP-SP) As histórias de super heróis estão sempre repletas de feitos incríveis. Um desses feitos, é o salvamento, no último segundo, da mocinha que cai de uma grande altura. Considere a situação em que a desafortunada caia, a partir do repouso, de uma altura de 81,0m e que nosso super-herói a intercepte quando ela se encontra a 1m do solo, demorando 0.05s para detê-la, isto é, para anular sua velocidade vertical.
Considere que a massa da mocinha é de 50,0kg. Despreze a resistência do ar e considere g=10m/s2).
a) Calcule a força média aplicada pelo nosso super-herói sobre a mocinha, para detê-la.
b) Uma aceleração 8 vezes maior que a gravidade (8g) é letal para um ser humano. Determine quantas vezes a aceleração à qual a mocinha foi submetida é maior que a aceleração letal.
22-(Ufla-MG) Em uma partida de tênis o jogador recebe a bola com componente horizontal de velocidade V1 e a rebate com componente horizontal de velocidade 3V1, em sentido contrário. Considere g=10m/s2. Supondo que a força aplicada na colisão da bola com a raquete seja 60 vezes o peso da bola e atue durante 0,2s, a velocidade inicial da bola, em módulo, é de:
23-(UFRN) Alguns automóveis dispõe de um eficiente sistema de proteção para o motorista, que consiste de uma bolsa inflável de ar. Essa bolsa é automaticamente inflada quando automóvel sofre uma desaceleração súbita, de modo que a cabeça e o tórax do motorista, em vez de colidirem com o volante, colidem com a bolsa.
A figura abaixo mostra dois gráficos da variação temporal da força que age sobre a cabeça de um boneco que foi colocado no lugar do motorista. Os dois gráficos foram registrados e duas colisões de testes de segurança. A única diferença entre essas colisões é que, na colisão I, se usou a bolsa e, na colisão II, ela não foi usada.
Da análise desses gráficos, concluiu-se que a explicação para o sucesso da bolsa como equipamento de proteção é:
a) A bolsa diminui o intervalo de tempo da desaceleração da cabeça do motorista, diminuindo, portanto, a força média que atua sobre a cabeça.
b) A bolsa aumenta o intervalo de tempo da desaceleração da cabeça do motorista, diminuindo, portanto, a força máxima que atua sobre a cabeça.
c) A bolsa diminui o impulso total transferido para a cabeça do motorista, diminuindo, portanto, a força máxima que atua sobre a cabeça.
d) A bolsa diminui a variação total de momento linear para a cabeça do motorista, diminuindo, portanto, a força média que atua sobre a cabeça.
24-(UNIFESP-SP) Uma xícara vazia cai de cima da mesa de uma cozinha e quebra ao chocar-se contra o piso rígido. Se essa mesma xícara caísse, da mesma altura, da mesa da sala e, ao atingir o piso, se chocasse com um tapete felpudo, ela não se quebraria. Adote g=10m/s2.
a) Por que no choque com o piso rígido a xícara se quebra e no choque com o piso fofo (do tapete) não?
b) Suponha que a xícara caia sobre o tapete e pare, sem quebrar. Admita que a massa da xícara seja 0,10kg, que ela atinja o solo com velocidade de 2,0m/s e que o tempo de interação do choque seja de 0,50s. Qual será a intensidade da força média exercida pelo tapete sobre a xícara? Qual seria essa força, se o tempo de interação fosse 0,010s?
25-(UnB-DF) Aprende-se em aulas de educação física que, ao se saltar, é fundamental flexionar as pernas para amenizar o impacto no solo e evitar danos à coluna vertebral, que possui certo grau de flexibilidade. No caso de uma queda em pé, com as pernas esticadas, uma pessoa pode chegar a ter, no estado de maior compressão da coluna, a sua altura diminuída em até 3 cm. Nesse caso, o esqueleto da pessoa, com a velocidade adquirida durante a queda, desacelera bruscamente no espaço máximo de 3 cm. Supondo que uma pessoa de 70 kg caia de um degrau de 0,5 m de altura, atingindo o solo em pé, com as pernas esticadas e recebendo todo o impacto diretamente sobre o calcanhar e a coluna, julgue os itens seguintes (g=10m/s2).
(1) No instante em que a pessoa deixa o degrau, a variação do seu momento linear é produzida pela força peso.
(2) Durante o impacto, a força de compressão média a que a coluna está sujeita é momentaneamente superior ao peso correspondente à massa de 1 tonelada.
(3) Em módulo, a força de compressão da coluna é igual à força que o solo exerce nos pés da pessoa.
(4) Se flexionasse as pernas, a pessoa aumentaria o espaço de desaceleração, diminuindo, portanto, o impacto do choque com o solo.
26-(UFG-GO) 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 x 102
c) 2,75 x 103
d) 7,65 x 103
e) 2,75 x 104
27-(UDESC-SC) 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 0,026s.
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:
28-(MACKENZIE-SP) O conjunto ilustrado ao lado é constituído de fio e polias ideais e se encontra em equilíbrio, quando o dinamômetro D, de massa desprezível, indica 60 N.
Em um dado instante, o fio é cortado e o corpo C cai livremente. Adotando-se g = 10 m/s2, a quantidade de movimento do corpo, no instante t = 1,0 s, medido a partir do início da queda, tem módulo
a) 30 kg.m/s
b) 60 kg.m/s
c) 90 kg.m/s
d) 120 kg.m/s
e) 150 kg.m/s
29-(FGV-SP) Um brinquedo muito simples de construir, e que vai ao encontro dos ideais de redução,
reutilização e reciclagem de lixo, é retratado na figura. A brincadeira, em dupla, consiste em mandar o bólido de 100 g, feito de garrafas plásticas, um para o outro. Quem recebe o bólido, mantém suas mãos juntas, tornando os fios paralelos, enquanto que, aquele que o manda, abre com vigor os braços, imprimindo uma força variável, conforme o gráfico.
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
30-(UERJ-RJ) Em uma aula de física, os alunos relacionam os valores da energia cinética de um 
corpo aos de sua velocidade. O gráfico a seguir indica os resultados encontrados.
Determine, em kg.m/s, a quantidade de movimento desse corpo quando atinge a velocidade de 5 m/s.
31-(UFPR-PR) Uma força, cujo módulo F varia com o tempo t conforme o gráfico ao lado, atua sobre
um objeto de massa 10kg. Nesse gráfico, valores negativos para F indicam uma inversão de sentido, em relação àquele dos valores positivos. Com base nesses dados e considerando que em t = 0 o objeto está em repouso, determine a sua velocidade depois de transcorridos 3 s.
32-(UEPG-PR) Considerando o teorema da impulsão, assinale o que for correto.
01) No gráfico da variação da quantidade de movimento contra o tempo (ΔQ x t), o coeficiente angular da reta apresentada corresponde ao valor da massa do corpo sobre o qual a força F é aplicada.
02) Para um instante t = 0, a quantidade de movimento de um corpo é nula.
04) Se a resultante de um sistema de força que atua sobre um corpo em movimento for nula, a velocidade do corpo poderá ser alterada se houver variação da massa do corpo.
08) O impulso é uma grandeza vetorial e a sua direção e sentido são os mesmos que os da força.
16) O impulso causado por uma força resultante sobre um corpo é igual à variação de sua quantidade de movimento.
33-(UNEMAT) Considere uma bola de 0,75Kg, que se choca perpendicularmente com uma parede
a uma velocidade de 10m/s, e que, após o choque, retorna na mesma direção e mesma velocidade em módulo, ou seja, ocorrendo um choque perfeitamente elástico. Calcule a intensidade da força atuante na bola, provocada pela parede, supondo que a interação do choque tenha durado um tempo de 0,04 seg.
34-(UFSC-SC) Um corpo de massa m1 e velocidade de módulo v1 (corpo 1) choca-se com outro de massa m2 e velocidade de módulo v2 (corpo 2). Durante o choque, o corpo 1 exerce uma força 
no corpo 2 e o corpo 2 exerce uma força 
no corpo 1.
=
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. No sistema internacional, a unidade da quantidade de movimento dos corpos é kg.m/s.
02. A variação da quantidade de movimento de cada um dos dois corpos é uma grandeza vetorial que tem sempre a direção e o sentido da sua velocidade.
04. O impulso produzido pela força tem a mesma direção e sentido de .
08. Se a resultante das forças externas que atuam sobre o sistema constituído pelos dois corpos for nula, a quantidade de movimento deste sistema também será nula.
16. Se a resultante das forças externas que atuam sobre o sistema constituído pelos dois corpos for nula, o impulso que age em cada um dos corpos deste sistema também será nulo
35-(UFSM-RS)
Uma corrida de 100 metros rasos inicia com um disparo. Um atleta de 85 kg parte do repouso e
alcança, em 2 segundos, uma velocidade de modulo constante e igual a 22 m/s. O modulo do impulso médio que o atleta recebe nesses 2 segundos, no SI, é
36-(UERJ-RJ)
Observe a tabela abaixo, que apresenta as massas de alguns corpos em movimento uniforme.
Admita que um cofre de massa igual a 300kg cai, a partir do repouso e em queda livre de uma altura de 5m. 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) Q4 < Q1 < Q3 < Q2
(D) Q4 < Q1 < Q3 < Q2
37-(UERJ-RJ)
Em uma partida de tênis, após um saque, a bola, de massa aproximadamente igual a 0,06 kg, pode
atingir o solo com uma velocidade de 60m/s. Admitindo que a bola esteja em repouso no momento em que a raquete colide contra ela, determine, no SI, as variações de sua quantidade de movimento e de sua energia cinética.
38-(UEPA-PA)
Um ônibus que trafegava inicialmente a 54 km/h foi freado bruscamente, como forma de impedir um impacto iminente com o veículo
à sua frente. Um passageiro de massa igual a 60 kg, surpreendido pela manobra violenta, foi arremessado, chocando-se contra o encosto do
banco situado à sua frente. O tempo de impacto entre a pessoa e o assento foi de 0,3 s e, ao término do impacto, o passageiro encontrava-se em repouso. Nesse sentido, analise as afirmativas abaixo.
I. A força média exercida pelo passageiro sobre o encosto do banco do ônibus, durante o impacto, foi de 3000 N.
II. A variação da energia cinética do passageiro, em decorrência do impacto, foi igual a -6750 J.
III. A potência dissipada na colisão do passageiro com o encosto do banco do ônibus foi igual a 162 kW.
IV. A variação na quantidade de movimento do passageiro, devido à colisão, foi de 3240 kg.m/s.
A alternativa correta é:
