Exemplos de perguntas sobre momento e impulso

11 exemplos de perguntas sobre momento e impulso

1. Uma bola com massa de 0,2 kg é lançada horizontalmente a uma velocidade de 10 m/s e atinge uma parede, retornando em seguida com a mesma velocidade. A variação do momento linear da bola é...
Discussão

2. Uma bola com massa de 10 gramas queda livre Um objeto é lançado de uma certa altura, atinge o solo com uma velocidade de 15 m/s e, em seguida, ricocheteia para cima com uma velocidade de 10 m/s. Determine o impulso!
Discussão
Conhecido :
Massa da bola (m) = 10 gramas = 0,01 kg
Velocidade inicial da bola (v)_o) = -15 m/s
Velocidade final da bola (v)_t) = 10m/s
Perguntado : Impulso (I)
Jawab :
Fórmula do teorema impulso-momento :
A magnitude do impulso é:
I = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
I = 0,01 (25)
I = 0,25 kg m/s

3. Uma bola de 200 gramas é lançada horizontalmente a uma velocidade de 4 m/s e, em seguida, é rebatida na mesma direção do impacto inicial. A duração do contato da bola com o taco é de 2 milissegundos, e a velocidade da bola após deixar o taco é de 12 m/s. A magnitude da força exercida pelo taco sobre a bola é…
Discussão
Conhecido :
Massa da bola (m) = 200 gramas = 0,2 kg
Velocidade inicial da bola (v)_o) = 4m/s
Velocidade final da bola (v)_t) = 12m/s
Intervalo de tempo de contato (t) = 2 milissegundos = (2/1000) segundos = 0,002 segundos
Perguntado A magnitude da força (F)
Jawab :
Fórmula do impulso:
I = F t
Fórmula da variação do momento linear:
mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Fórmula do teorema do impulso-momento :
A força exercida pelo taco sobre a bola é de 800 Newtons.

4. Uma bola com massa de 20 gramas é lançada a uma velocidade de v₁ = 4 ms^-1 para a esquerda. Após atingir a parede, a bola quica a uma velocidade de v.₂ = 2 ms^-1 para a direita. A magnitude do impulso produzido é…

A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns

Discussão
Sabe-se que:
Massa da bola (m) = 20 gramas = 0,020 kg
A velocidade da bola antes da colisão (v)_o) = -4 m/s (para a esquerda)
A velocidade da bola após a colisão (v)_t) = +2 m/s (para a direita)
v_o É atribuído um sinal negativo para distinguir sua direção de vt.
Pergunta: Impulso
Resposta:
Impulso (I) = variação do momento linear (Δp) = mv_t – mv_o
Impulso (I) = m (v_t - v_o) = 0,02 (2 – (-4))
Impulso (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)
Impulso (I) = 0,12 Newton segundos.
A resposta correta é B.

5. A imagem a seguir mostra duas bolas, A (massa = 2 kg) e B (massa = 5 kg), antes e depois de uma colisão. Se a colisão for perfeitamente elástica, então a velocidade da bola A antes da colisão é…

A. 12 ms^-1

B. 10 ms^-1

C. 5 ms^-1

D. 4 ms^-1

E. 2 ms^-1

Discussão

Sabe-se que:

Massa da bola A (m_A) = 2 kg

Massa da bola B (m_B) = 5 kg

A velocidade da bola B antes da colisão (v)_B) = 2m/s

A velocidade da bola A após a colisão (v)_A') = 5 m/s

A velocidade da bola B após a colisão (v)_B') = 4 m/s

Ambas as bolas, antes e depois da colisão, movem-se para a direita, portanto a velocidade recebe um sinal positivo.

Perguntado: A velocidade da bola A antes da colisão (v)_A)

Resposta:

Calcule a velocidade da bola A antes da colisão (v)._A) usando a fórmula da lei da conservação do momento:

m_A v_A +m_B v_B =m_A v_A' + m_B v_B'

2(v_A) + (5)(2) = (2)(5) + (5)(4)

2(v_A) + 10 = 10 + 20

2(v_A) + 10 = 30

2(v_A) = 30 – 10

2(v_A) = 20

v_A = 20 / 2

v_A = 10 m / s

A resposta correta é B.

6. Os objetos A e B movem-se conforme mostrado na figura. Se ocorrer uma colisão perfeitamente elástica, a velocidade do objeto B após a colisão será de 15 m/s.^-1Então, a velocidade do objeto A após a colisão é...

A. 2 ms^-1

B. 4 ms^-1

C. 8 ms^-1

D. 10 ms^-1

E. 12 ms^-1

Discussão

Sabe-se que:

Massa do objeto A (m_A) = 5 kg

Massa do objeto B (m_B) = 2 kg

A velocidade do objeto A antes da colisão (v)_A) = 12m/s

A velocidade do objeto B antes da colisão (v)_B) = 10m/s

A velocidade do objeto B após a colisão (v)_B') = 15 m/s

Ambos os objetos, antes e depois da colisão, movem-se para a direita, portanto a velocidade recebe um sinal positivo.

Perguntado: A velocidade do objeto A após a colisão (v)_A')

Resposta:

Calcule a velocidade da bola A antes da colisão (v)._A) usando a fórmula da lei da conservação do momento:

m_A v_A +m_B v_B =m_A v_A' + m_B v_B'

(5)(12) + (2)(10) = (5)v_A' + (2)(15)

60 + 20 = (5)v_A' + 30

80 = (5)v_A' + 30

80 – 30 = (5)v_A'

50 = (5)v_A'

v_A' = 50/5

v_A' = 10 m/s

A resposta correta é D.

7. Uma bola de pingue-pongue tem uma massa de 5 gramas. queda livre de uma certa altura (g = 10 ms^-2Ao atingir o chão kecepatan bola de 6 ms^-1 e imediatamente após atingir o chão, a bola quica para cima a uma velocidade de 4 m/s.^-1. Grande impulsos O que funciona na bola é...

A. 0,50 Ns
B. 0,25 Ns
C. 0,10 Ns
D. 0,05 Ns
E. 0,01 Ns

Discussão
Conhecido :
Massa da bola (m) = 5 gramas = 0,005 kg
A velocidade da bola imediatamente antes de atingir o chão (v)_o) = -6 m/s
A velocidade da bola imediatamente após atingir o chão (v)_t) = 4m/s
Velocidades positivas e negativas significam que a direção da velocidade da bola ou a direção do movimento da bola antes da colisão é oposta à direção do movimento da bola após a colisão.
Perguntado : Impulso (I)
Jawab :

Teorema do impulso-momento Estados que impulsos (I) o mesmo que mudança no momento (Δp).
I = Δp = mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
I = (0,005)(4 – (-6)) = (0,005)(4 + 6) = (0,005)(10) = 0,05 Newton segundo
A resposta correta é D.

8. Uma bola com massa de 0,5 kg cai livremente de uma altura h.₁ = 7,2 m acima do chão e quica até uma altura de h₂ = 3,2 m. Se a aceleração da gravidade da Terra = 10 m/s²^-2, o impulso que atua sobre a bola é...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Discussão
Conhecido :
Massa da bola (m) = 0,5 kg
A altura da bola em queda livre (h)₁) = 7,2 metros
A altura da bola quicando (h)₂) = 3,2 metros
A aceleração gravitacional da Terra (g) é igual a 10 m/s².²
Perguntado Impulso que atua sobre a bola
Jawab :
A velocidade da bola imediatamente antes do impacto (v)_o)
Calcule a velocidade da bola imediatamente antes do impacto usando a fórmula da queda livre. Dado que a altura (h) é de 7,2 metros e a aceleração da gravidade (g) é de 10 m/s².² e perguntou sobre a velocidade final imediatamente antes de atingir o solo, portanto, use a fórmula v² = 2 gh
v_o² = 2(10)(7,2) = 144
v_o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
A velocidade da bola antes do impacto (v)_o) é -12 m/s. O sinal negativo indica apenas a direção.
A velocidade da bola imediatamente após a colisão (v)_t)
Calcule a velocidade da bola imediatamente após o impacto usando a fórmula para movimento vertical ascendente. Dado que a altura (h) é de 3,2 metros e a aceleração da gravidade (g) é de -10 m/s², temos:², velocidade final na altura máxima (v_t²) = 0 e a velocidade inicial é solicitada imediatamente após o impacto com o solo, portanto, use a fórmula v_t² = v_o² + 2 gh
v_t² = v_o² + 2 gh
0 = v_o² + 2 (-10)(3,2)
v_o² = 64
v_o = √64 = 8 m/s
A velocidade da bola após a colisão (v)_t) é 8 m/s
Impulso atuando sobre a bola (I)
O impulso é calculado usando a fórmula do teorema do impulso-momento.
Impulso (I) = variação do momento linear (Δp)
I = m (v_t - v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton segundos
A resposta correta é C.

9. Uma bola de 100 gramas é lançada horizontalmente a uma velocidade de 5 m/s. A bola é então rebatida na mesma direção do lançamento original. Se a bola permanece em contato com o taco por 2 ms e a velocidade da bola após deixar o taco é de 10 m/s, a magnitude da força exercida pelo taco é...
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
E. 400 N
Discussão:

Conhecido :
m = 100 gramas = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 milissegundos = 2 x 10^-3 segundo
v_t = +10 m/s
Perguntado :
A força exercida pelo batedor na bola (F)?
Jawab :
Fórmula do impulso :
I = F t
Fórmula de mudança de momento :
Teorema do impulso-momento :
Impulso = variação do momento linear

A resposta correta é B.

10. Uma bola com massa de 0,1 kg é lançada horizontalmente para a direita com uma velocidade de 20 m/s. Após ser atingida, a bola se move para a esquerda com uma velocidade de 30 m/s. O impulso dado pelo taco à bola é…
A. 4 N s
B. –4 N s
C. 5 N s
D. –5 N s
E. 10 N s
Discussão:
Conhecido :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30 m/s
Perguntado :
Impulso (I) ?
Jawab :
Impulso = variação do momento linear
I = m (v_t - v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
A resposta correta é D.

11. Uma bola de beisebol de 0,5 kg move-se inicialmente para a esquerda a uma velocidade de 2 m/s. Em seguida, a bola é atingida por uma força F oposta ao seu movimento, fazendo com que sua velocidade mude para 5 m/s. Se a bola permanece em contato com o taco por 0,01 segundo, a variação em seu momento linear é...
A. 8,0 kg m/s
B. 6,5 kg m/s
C. 5,5 kg m/s
D. 3,5 kg m/s
E. 2,5 kg m/s
Discussão:
Conhecido :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 segundos
Perguntado :
Mudança de momento?
Jawab :
Variação do momento linear = m (v_t - v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N·s
A resposta correta é D.