Questões de Impulso e Momento Linear

Em um jogo de bilhar, uma bolinha de massa m e raio r inicialmente em repouso é atingida pelo taco a uma distância d acima do seu centro, de modo que a bolinha rola após a tacada, com velocidade constante de 4,0 m/s. Desprezando-se as forças de atrito com a mesa e considerando que o momento de inércia da esfera é dado por I = \(\frac{2}{5}\)mr², assinale a alternativa que apresenta o valor da razão entre o trabalho W e o módulo do impulso J exercido pelo taco sobre a bola.

Caso um foguete (sistema de massa variável) parta do repouso, em voo no vácuo e livre de forças externas, a massa do veículo decrescerá exponencialmente com o aumento da razão v/v_e.

Quantidade de movimento refere-se à medição da força exercida sobre um corpo durante determinado intervalo de tempo.

O módulo da quantidade de movimento total após a explosão é igual a 15,0 kg · m/s. Nesse caso, é correto afirmar que a velocidade escalar do carrinho antes da explosão é de 2,5 m/s.

O componente leste da quantidade de movimento após a explosão é de 9,0 kg · m/s.

Em um experimento de laboratório, uma professora demonstra a conservação do momento angular. Sentada em um banco giratório, ela segura um haltere em cada mão, com os braços estendidos. Nesse momento, o sistema (professora, halteres e banco) possui um momento de inércia inicial \(I_{i}\) e gira com velocidade angular \(\omega_{i}\). Em seguida, ela aproxima rapidamente os halteres do corpo, reduzindo o momento de inércia do sistema para um quarto do valor inicial, ou seja, \(I_{f} = I_{i} / 4\). Diante dessa situação, os estudantes analisam a dinâmica do movimento e fazem algumas afirmações: I- O torque externo resultante sobre o sistema é nulo.

II- A velocidade angular final e a Energia cinética final da professora serão: \(\omega_{f} = 4\omega_{i}\) e \(K_{f} = 4K_{i}\), respectivamente.

III- A velocidade angular final e a Energia cinética final da professora serão: \(\omega_{f} = 4\omega_{i}\) e \(K_{f} = K_{i}/4\), respectivamente.

IV- O aumento da energia cinética final é devido ao trabalho realizado pela professora ao fechar os braços.

V- A conservação do momento angular exige que a Energia cinética do sistema tenha uma diminuição igual à diminuição do momento inércia.

É CORRETO o que se afirma apenas em:

Um veículo lançador de satélites de pequeno porte, com dois estágios, apresenta as seguintes características:

• massa total no momento do lançamento de 10.000 kg;

• massa da carga útil igual a 40 kg;

• órbita inclinada de 97,35°;

• 500 km de altitude;

• propulsores do 1.º estágio: isp (no nível do mar) de 234 s;

• propulsores do 2.º estágio: isp de 315 s.

Tendo como referência essa situação hipotética, assinale a opção correta.

Considere que dois corpos, X e Y, possuam a mesma energia cinética, mas massas diferentes: enquanto a massa de X é m, a de Y é 4m. Nessas condições, a razão entre as quantidades de movimento dos dois corpos é igual a

Numa colisão sofrida por um corpo que se comporta como uma partícula e aplicando a Segunda Lei de Newton, comprova-se que a variação de sua quantidade de movimento é igual ao

Um caminhão e um automóvel trafegam no mesmo sentido por um trecho retilíneo de uma estrada, sendo a velocidade do caminhão maior do que a do automóvel. Em determinado momento, o caminhão colide com a traseira do automóvel e ambos permanecem unidos após a colisão.

As quantidades de movimento do caminhão e do automóvel imediatamente após a colisão, quando comparadas com essas mesmas quantidades imediatamente antes da colisão, são, respectivamente,