12 exemplos de perguntas sobre impulso e momento em colisões
1. SUma bala de borracha em forma de bola com massa de 40 gramas é disparada horizontalmente em direção a uma parede, como mostrado na figura. Se a bola ricochetear com a mesma velocidade, a variação em seu momento linear será de
dalah…
A. 2 Ns
B. 3 Ns
C. 4 Ns
D. 5 Ns
E. 6 Ns
Discussão
Sabe-se que :
Massa (m) = 40 gramas = 0,04 kg
Velocidade inicial (v o ) = – 50 m/s
Velocidade final (v t ) = 50 m/s
A direção do movimento da bola (direção da velocidade) é oposta, portanto a velocidade inicial e a velocidade final têm sinais opostos.
Pergunta : qual a variação no momento linear da bola?
Responder :
Fórmula da variação do momento linear:
Δp = m (v t – v o ) = (0,04)(50 – (-50)) = (0,04)(50 + 50)
Δp = (0,04)(100) = 4 Ns
A resposta correta é C.
2. Uma bola de borracha de 75 gramas é lançada horizontalmente até atingir uma parede, como mostrado na figura. Se a bola de borracha ricocheteia com a mesma velocidade, então a magnitude do impulso resultante é...
A 0
B. 1,5 Ns
C. 3,0 Ns
D. 3,7 Ns
E. 5,5 Ns
Discussão
Sabe-se que :
Massa da bola (m) = 75 gramas = 0,075 kg
Velocidade inicial (v o ) = -20 m/s
Velocidade final (v t ) = 20 m/s
A direção do movimento da bola (direção da velocidade) é oposta, portanto a velocidade inicial e a velocidade final têm sinais opostos.
Pergunta : impulso
Responder :
Impulso = variação do momento linear
I = Δp
I = m (v t – v o ) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)
I = 3 Ns
Ns significa Newton segundo.
A resposta correta é C.
3. Dois objetos com a mesma massa movem-se em linha reta um em direção ao outro, como mostrado na figura!
Se v 2 ' é a velocidade do objeto (2) após a colisão para a direita com uma velocidade de 5 ms –1 , então a magnitude da velocidade v 1 ' (1) após a colisão é…..
A. 7 ms-1
B. 9 ms −1
C. 13 ms −1
D. 15 ms −1
E. 17 ms −1
Discussão
Sabe-se que:
A massa de ambos os objetos é a mesma = m
A velocidade do objeto 1 antes da colisão (v 1 ) = 8 m/s
A velocidade do objeto 2 antes da colisão (v₂ ) = 10 m/s
A velocidade do objeto 2 após a colisão (v 2 ') = 5 m/s
Pergunta: Velocidade do objeto 1 após a colisão (v 1 ')
Resposta:
Trata-se de uma colisão elástica imperfeita. O valor de v 1 ' é calculado utilizando a lei da conservação do momento linear:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 '+ m 2 v 2 '
m (v 1 + v 2 ) = m (v 1 ' + v 2 ')
v 1 + v 2 = v 1 ' + v 2 '
8 + 10 = v 1 ' + 5
18 = v 1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v 1 ' = 13 m/s
A resposta correta é C.
4. Duas bolas, cada uma com massas m₁ = 2 kg e m₂ = 1 kg, rolam em direções opostas com velocidades v₁ = 2 m/s e v₂ = 4 m/s, conforme mostrado na figura a seguir. As duas bolas colidem e, após a colisão, ficam grudadas. A velocidade das duas bolas após a colisão é…
A. 2 ms-1
B. 1,2 ms -1
C. 1 ms -1
D. 0,5 ms -1
E. zero
Discussão
Sabe-se que :
Massa da bola 1 (m 1 ) = 2 kg
Massa da bola 2 (m 2 ) = 1 kg
Velocidade da bola 1 antes da colisão (v 1 ) = 2 m/s
Velocidade da bola 2 antes da colisão (v 2 ) = -4 m/s
A velocidade pode ser positiva ou negativa porque a direção do movimento da bola é oposta. Os sinais positivo e negativo indicam a direção do movimento da bola.
Pergunta : Qual a velocidade da bola após a colisão (v')?
Responder :
Esta questão diz respeito a colisões inelásticas. Em colisões inelásticas, a lei da conservação da energia cinética não se aplica, sendo válida apenas a lei da conservação do momento linear. A velocidade da bola após a colisão é calculada utilizando a fórmula da lei da conservação do momento linear.
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
A resposta correta é E.
5. Duas bolas A e B têm a mesma massa e movem-se uma em direção à outra com velocidades de 4 m/ s e 6 m/s , respectivamente, como mostrado na figura. Ambas colidem elasticamente, e a velocidade da bola B após a colisão é de 4 m/ s na direção oposta à do seu movimento original. A velocidade da bola A imediatamente após a colisão é...
A. 2 ms-1
B. 2,5 ms -1
C. 4 ms -1
D. 5 ms -1
E. 6 ms -1
Discussão
Sabe-se que :
Massa da bola A (m A ) = m
Massa da bola B (m B ) = m
A velocidade da bola A antes da colisão (v A ) = 4 m/s
A velocidade da bola B antes da colisão (v B ) = 6 m/s
A velocidade da bola B após a colisão (v B ') = 4 m/s
Pergunta : Qual é a velocidade da bola A após a colisão (v A ')?
Responder :
Se dois objetos que colidem elasticamente têm a mesma massa, então, após a colisão, os dois objetos trocam de velocidade.
A velocidade da bola A antes da colisão (v A ) = velocidade da bola B após a colisão (v B ') = 4 m/s
A velocidade da bola B antes da colisão (vB ) é igual à velocidade da bola A após a colisão (vA ' ) = 6 m/s
Se a bola A se move para a esquerda antes da colisão, então, após a colisão, a bola A se move para a direita. Da mesma forma, se a bola B se move para a direita antes da colisão, então, após a colisão, a bola B se move para a esquerda. Portanto, em uma colisão perfeitamente elástica, a direção do movimento dos objetos antes e depois da colisão é oposta.
A resposta correta é E.
6. Os objetos A e B, cada um com massa de 4 kg e 5 kg, movem-se em direções opostas, como mostrado na figura. Eles colidem e, após a colisão, os dois objetos invertem suas direções com uma velocidade de A = 4 m/ s e uma velocidade de B = 2 m/ s . Portanto, a velocidade do objeto B antes da colisão é...
A. 6,0 ms-1
B. 3,0 ms -1
C. 1,6 ms -1
D. 1,2 ms -1
E. 0,4 ms -1
Discussão
Sabe-se que :
Massa do objeto A (m A ) = 4 kg
Massa do objeto B (m B ) = 5 kg
A velocidade do objeto A antes da colisão (v A ) = 6 m/s
A velocidade do objeto A após a colisão (v A ') = 4 m/s
A velocidade do objeto B após a colisão (v B ') = -2 m/s
Os sinais positivo e negativo descrevem a direção oposta do movimento da bola.
Pergunta : Qual é a velocidade do objeto B antes da colisão (vB )?
Responder :
O tipo de colisão não é explicado neste problema. No entanto, com base nas grandezas conhecidas, conclui-se que este problema se refere a uma colisão parcialmente elástica ou a uma colisão imperfeitamente elástica. Em uma colisão parcialmente elástica, a lei da conservação da energia cinética não se aplica; apenas a lei da conservação do momento linear se aplica. A velocidade do objeto B antes da colisão é calculada usando a lei da conservação do momento linear.
m A v A + m B v B = m A v A ' + m B v B '
(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(v B ')
24 – 10 = 16 + 5(v B ')
14 – 16 = 5 (v B ')
-2 = 5 (v B ')
v B ' = -2/5
v B ' = -0,4
O sinal negativo significa que a direção do movimento do objeto B após a colisão é oposta à direção do objeto antes da colisão.
A resposta correta é E.
7. Uma bola de 200 gramas é solta de uma altura de 80 cm sem velocidade inicial. Após atingir o solo, a bola ricocheteia com uma velocidade de 1 m/ s (g = 10 m/ s² ). A magnitude do impulso sobre a bola é…
A. 1,6 Ns
B. 1,5 Ns
C. 1,0 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,6 Ns
Discussão
Sabe-se que:
Massa da bola = 200 gramas = 0,2 kg
Altura = 80 cm = 0,80 m
A velocidade da bola antes de atingir o chão = ….
A velocidade da bola após atingir o chão / o quique da bola = 1 m/s
Aceleração devido à gravidade (g) = 10 m/ s²
Pergunta: Qual a magnitude do impulso (I)?
Resposta:
A velocidade da bola antes de atingir o chão.
Primeiro, calcule a velocidade da bola antes de ela atingir o chão, usando a fórmula do movimento de queda livre.
Sabe-se que:
Altura (h) = 80 cm = 0,8 m
Aceleração devido à gravidade (g) = 10 m/ s²
Pergunta: Velocidade final (v t )
Resposta:
v t 2 = 2 gh = 2(10)(0,8) = 2(8) = 16
v t = √ 16 = 4 m/s
Magnitude do impulso (I)
Sabe-se que:
Massa da bola (m) = 200 gramas = 0,2 kg
A velocidade da bola antes de atingir o chão (v o ) = -4 m/s
A velocidade da bola após atingir o chão / o quique da bola (v t ) = 1 m/s
A direção do movimento da bola, ou a direção da velocidade da bola, é diferente, de modo que uma velocidade é positiva e a outra é negativa.
Pergunta: Impulso (I)
Resposta:
O teorema do impulso-momento afirma que impulso = variação do momento linear. Matematicamente:
I = Δp
I = m (v t – v o )
I = (0,2)(1 – (-4))
I = (0,2)(1 + 4)
I = (0,2)(5)
I = 1 Ns
A resposta correta é C.
8. Observe a seguinte imagem!
Dois objetos com a mesma massa m₁ = m₂ = 0,5 kg são soltos simultaneamente da mesma altura ao longo de uma trajetória côncava e suave com raio de 1/5 de metro. Se os dois objetos colidirem de forma perfeitamente elástica, a velocidade de cada objeto após a colisão será de… (g = 10 m/ s )
A. v'1 = -1 ms-1 ; v'2 = 2 ms-1
B. v' 1 = +1 ms -1 ; v' 2 = -2 ms -1
C. v' 1 = -2 ms -1 ; v' 2 = +2 ms -1
D. v' 1 = -2 ms -1 ; v' 2 = +3 ms -1
E. v' 1 = +3 ms -1 ; v' 2 = -2 ms -1
Discussão
Sabe-se que:
Massa do objeto (m) = m 1 = m 2 = 0,5 kg
Altura inicial (h 1 ) = 1/5 metro
Altura final (h 2 ) = 0 (base da pista)
A velocidade inicial do objeto (v 1 ) = 0 (inicialmente o objeto está em repouso)
Velocidade final do objeto (v 2 ) = …. (velocidade do objeto na parte inferior da trajetória = velocidade do objeto antes da colisão)
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s
Pergunta: Qual a velocidade de cada objeto após a colisão?
Resposta:
A velocidade do objeto antes da colisão
Primeiro, calcule a velocidade do objeto antes da colisão usando a fórmula da lei da conservação da energia mecânica . A velocidade do objeto antes da colisão é igual à velocidade do objeto quando ele atinge o ponto mais baixo da trajetória, que é igual à velocidade final do objeto.
Energia mecânica inicial = Energia mecânica final
Energia potencial gravitacional + Energia cinética = Energia potencial gravitacional + Energia cinética
mgh 1 + 1/2 mv 1 2 = mgh 2 + 1/2 mv 2 2
mgh 1 + 0 = 0 + 1/2 mv 2 2
mgh 1 = 1/2 mv 2 2
gh 1 = 1/2 v 2 2
2 gh 1 = v 2 2
2(10)(1/5) = v 2 2
2(2) = v 2 2
4 = v 2 2
v 2 = √4
v 2 = 2 m/s
A velocidade de cada objeto antes da colisão era de 2 m/s.
A velocidade do objeto após a colisão
Calcule a velocidade dos objetos após a colisão usando a fórmula de colisão perfeitamente elástica.
Em uma colisão perfeitamente elástica, se as massas de ambos os objetos forem iguais e seus movimentos forem opostos, então, quando colidirem, os dois objetos trocarão de velocidade. Por exemplo, antes da colisão, o objeto A se move a 2 m/s e o objeto B se move a -4 m/s. Após a colisão, o objeto A se move a 4 m/s e o objeto B se move a -2 m/s. Os sinais negativo e positivo indicam que os dois objetos estão em direções opostas.
Nesta questão, a direção do movimento antes da colisão é oposta e a velocidade de ambos os objetos antes da colisão é de 2 m/s, portanto a velocidade de ambos os objetos após a colisão também é de 2 m/s, mas os sinais são diferentes, um é positivo e o outro é negativo.
A resposta correta é C.
9. Observe a seguinte imagem!
Dois objetos, um com massa de 2 kg e outro com massa de 3 kg, são lançados simultaneamente do centro de um quarto de círculo, sem velocidade inicial. Ambos os objetos atravessam uma superfície curva lisa e colidem no ponto C de forma perfeitamente elástica (g = 10 m/ s² ). A velocidade dos objetos A e B imediatamente após a colisão é…
A. -2 ms-1 e -2 ms-1
B. -3 ms -1 e 7 ms -1
C. -4 ms -1 e 7 ms -1
D. 4 ms -1 e -3 ms -1
E. 7 ms -1 e 3 ms -1
Discussão
Sabe-se que:
Massa do objeto A (m 1 ) = 2 kg
Massa do objeto B (m² ) = 3 kg
Altura inicial (h 1 ) = 5 metros
Altura final (h 2 ) = 0 (base da pista)
A velocidade inicial do objeto (v 1 ) = 0 (inicialmente o objeto está em repouso)
Velocidade final do objeto (v 2 ) = …. (velocidade do objeto na parte inferior da trajetória = velocidade do objeto antes da colisão)
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s
Pergunta: Qual a velocidade de cada objeto após a colisão?
Resposta:
A velocidade do objeto antes da colisão
Primeiro, calcule a velocidade do objeto antes da colisão usando a lei da conservação da energia mecânica . A velocidade do objeto antes da colisão é igual à velocidade do objeto quando ele atinge a parte inferior da pista.
Energia mecânica inicial = Energia mecânica final
Energia potencial gravitacional = Energia cinética
mgh 1 = 1/2 mv 2 2
gh 1 = 1/2 v 2 2
2 gh 1 = v 2 2
2(10)(5) = v 2 2
100 = v 2 2
v 2 = √100
v 2 = 10 m/s
A velocidade de cada objeto antes da colisão é de 10 m/s. A massa do objeto não afeta a velocidade final.
A velocidade do objeto após a colisão
Os dois objetos têm massas diferentes e movem-se em direções opostas, portanto, a velocidade de cada objeto após a colisão é calculada usando esta equação:
A velocidade de cada objeto imediatamente após a colisão:
10. Duas bolas têm cada uma massa m.1 = 2 kg e m2 = 1 kg rola na direção oposta com velocidade v1 = 2ms-1 e v2 = 4ms-1 como na imagem a seguir. As duas bolas colidem e, após a colisão, ficam juntas. Velocidade As duas bolas após a colisão são…
A. 2 ms-1
B. 1,2 ms-1
C. 1 ms-1
D. 0,5 ms-1
E. zero
Discussão
Conhecido :
Massa da bola 1 (m1) = 2 kg
Massa da bola 2 (m2) = 1 kg
A velocidade da bola 1 antes da colisão (v)1) = 2m/s
A velocidade da bola 2 antes da colisão (v)2) = -4 m/s
A velocidade pode ser positiva ou negativa porque a direção do movimento da bola é oposta. Os sinais positivo e negativo indicam a direção do movimento da bola.
Perguntado Velocidade da bola após a colisão (v')
Jawab :
Esta questão está relacionada a colisão inelásticaEm uma colisão inelástica, a lei da conservação da energia cinética não se aplica, sendo válida apenas a energia de cisalhamento. lei da conservação do momentoA velocidade da bola após a colisão é calculada usando a fórmula da lei da conservação do momento linear.
m1 v1 +m2 v2 = (m1 +m2) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
A resposta correta é E.
11. Duas bolas A e B têm a mesma massa e movem-se uma em direção à outra a uma velocidade de 4 m/s.-1 e 6 ms-1 como na foto! Os dois entãocolisão perfeitamente elásticae a velocidade do objeto B após a colisão é de 4 m/s.-1 na direção oposta à do seu movimento original. A velocidade da bola A imediatamente após a colisão é…
A. 2 ms-1
B. 2,5 ms-1
C. 4 ms-1
D. 5 ms-1
E. 6 ms-1
Discussão
Conhecido :
Massa da bola A (mA) = m
Massa da bola B (mB) = m
A velocidade da bola A antes da colisão (v)A) = 4m/s
A velocidade da bola B antes da colisão (v)B) = 6m/s
A velocidade da bola B após a colisão (v)B') = 4 m/s
Perguntado Velocidade da bola A após a colisão (v)A')
Jawab :
Se dois objetos que colidem elasticamente têm a mesma massa, então, após a colisão, os dois objetos trocarão de massa. kecepatan.
A velocidade da bola A antes da colisão (v)A) = velocidade da bola B após a colisão (vB') = 4 m/s
A velocidade da bola B antes da colisão (v)B) = velocidade da bola A após a colisão (vA') = 6 m/s
Se a bola A se move para a esquerda antes da colisão, então, após a colisão, a bola A se move para a direita. Da mesma forma, se a bola B se move para a direita antes da colisão, então, após a colisão, a bola B se move para a esquerda. Portanto, em uma colisão perfeitamente elástica, a direção do movimento dos objetos antes e depois da colisão é oposta.
A resposta correta é E.
12. Os objetos A e B, cada um com massa de 4 kg e 5 kg, movem-se em direções opostas, como mostrado na figura. Eles colidem e, após a colisão, os dois objetos invertem a direção com uma velocidade de A = 4 m/s.-1 e velocidade B = 2 ms-1Então, a velocidade do objeto B antes da colisão é...
A. 6,0 ms-1
B. 3,0 ms-1
C. 1,6 ms-1
D. 1,2 ms-1
E. 0,4 ms-1
Discussão
Conhecido :
Massa do objeto A (mA) = 4 kg
Massa do objeto B (mB) = 5 kg
A velocidade do objeto A antes da colisão (v)A) = 6m/s
A velocidade do objeto A após a colisão (v)A') = 4 m/s
A velocidade do objeto B após a colisão (v)B') = -2 m/s
Os sinais positivo e negativo descrevem a direção oposta do movimento da bola.
Perguntado A velocidade do objeto B antes da colisão (v)B)
Jawab :
O tipo de colisão não é explicado nesta questão. No entanto, com base nas grandezas conhecidas, pode-se concluir que esta questão se refere a uma colisão parcialmente elástica ou a uma colisão imperfeitamente elástica. colisão parcialmente elástica A lei da conservação da energia cinética não se aplica, sendo válida apenas a lei da conservação do momento linear. A velocidade do objeto B antes da colisão é calculada utilizando a equação da lei da conservação do momento linear.
mA vA +mB vB =mA vA' + mB vB,
(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(vB')
24 – 10 = 16 + 5(vB')
14 – 16 = 5 (vB')
-2 = 5 (vB')
vB' = -2/5
vB' = -0,4
O sinal negativo significa que a direção do movimento do objeto B após a colisão é oposta à direção do objeto antes da colisão.
A resposta correta é E.
Fonte da pergunta:
Questões de Física para o Exame Nacional do Ensino Médio/Ensino Técnico
