Exercícios de Física

Exercícios sobre colisão mecânica

Questão 01

Em um colisão com o chão, após uma queda livre vertical, uma esfera dissipa 36% de sua energia mecânica. Supondo que a esfera partiu do repouso de uma altura H = 1,0m e desprezando a resistência do ar, calcule:

a) a altura máxima h atingida após a colisão.
b) o coeficiente de restituição na colisão.

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Questão 02

(FUVEST) Um vagão A, de massa 10t, move-se com velocidade escalar igual a 0,40m/s sobre trilhos horizontal sem atrito até colidir com um outro vagão B, de massa 20t, inicialmente em repouso. Após a colisão, o vagão A fica parado. A energia cinética final do vagão B vale:

a) 100J
b) 200J
c) 400J
d) 800J
e) 1 600J

Questão 03

Os princípios de conservação na Física (conservação da energia, da quantidade de movimento, da carga elétrica etc) desempenham papéis fundamentais nas explicações de diversos fenômenos. Considere o estudo de uma colisão entre duas partículas A e B que constituem um Sistema isolado. Verifique quais as proposições corretas e dê como resposta a soma dos números a elas associados.

(01) Se a colisão entre A e B for elástica, a energia cinética total das partículas permanece constante durante a colisão.

(02) Se a colisão entre A e B for elástica, a energia mecânica do sistema (soma das energias cinética e elástica) permanece constante durante  a colisão.

(04) Se a colisão entre A e B for elástica, a quantidade de movimento de cada uma das partículas permanecerá constante.

(08) Se a colisão entre A e B for perfeitamente inelástica, não haverá conservação da quantidade de movimento do sistema.

(16) Se a colisão entre A e B não for elástica, haverá dissipação de energia mecânica, porém, haverá conservação da quantidade de movimento total do sistema.

a) 16
b) 18
c) 26
d) 32
e) 48

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Questão 04

(ITA) Uma massa m1 em movimento retilíneo com velocidade escalar 8,0 x 10-2m/s colide unidimensionalmente com outra massa m2 em repouso e sua velocidade escalar passa a ser 5,0 x 10-2m/s. Se a massa m2 adquire a velocidade escalar de 7,5 x 10-2m/s, podemos concluir que a massa m1 é:

a) 10m2
b) 3,2m2
c) 0,5m2
d) 0,04m2
e) 2,5m2

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Questão 05

Duas partículas A e B, constituindo um Sistema isolado, realizam uma colisão em um plano horizontal sem atrito. Antes da colisão, A tem velocidade escalar de 10m/s e B está em repouso. Após a colisão A fica parado. As partículas A e B têm massas respectivamente iguais a M e 2M.

Verifique quais as proposições corretas e dê como resposta a soma dos números associados às proposições corretas.

(01) Haverá conservação da soma das quantidades de movimento das partículas A e B.
(02) A velocidade escalar de B, após a colisão, vale 5,0 m/s.
(04) O coeficiente de restituição nesta colisão vale 0,50.
(08) Haverá conservação de energia mecânica do Sistema formado pelas partículas A e B

a) 07
b) 06
c) 05
d) 09
e) 11

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Questão 06

(VUNESP) Um bloco de madeira de 6,0kg, dotado de pequenas rodas com massa desprezível, repousa sobre trilhos retilíneos. Quando uma bala de 12g disparada horizontalmente e na mesma direção dos trilhos se aloja no bloco, o conjunto (bloco + bala) desloca-se 0,70m em 0,50s, com velocidade praticamente constante. A partir destes dados, pode-se concluir que a velocidade escalar da bala é, em m/s, aproximadamente igual a:

a) 5,0 . 102
b) 6,0 . 102
c) 7,0 . 102
d) 8,0 . 102
e) 9,0 . 102

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Questão 07

(FUVEST) Uma partícula move-se com velocidade uniforme V ao longo de uma reta e choca-se unidimensionalmente com outra partícula idêntica, inicialmente em repouso. Considerando o choque elástico e desprezando atritos, podemos afirmar que, após o choque:

a) as duas partículas movem-se no mesmo sentido com velocidades iguais a V/2;
b) as duas partículas movem-se em sentidos opostos com velocidades -V e +V;
c) a partícula incidente reverte o sentido do seu movimento, permanecendo a outra em repouso;
d) a partícula incidente fica em repouso e a outra move-se com velocidade V;
e) as duas partículas movem-se em sentidos opostos com velocidades -V e 2V.

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Questão 08

(USF) Sobre uma superfície lisa e horizontal ocorre uma colisão unidimensional e elástica entre um corpo X de massa M e velocidade escalar de 6,0m/s com outro corpo Y de massa 2M que estava parado. As velocidades escalares de X e Y, após a colisão, são, respectivamente, iguais a:

a) -2,0m/s e 8,0m/s
b) -2,0m/s e 4,0m/s
c) 2,0m/s e 8,0m/s
d) -3,0m/s e 3,0m/s
e) 0 e 6,0m/s

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Questão 09

Duas esferas A e B realizam uma colisão unidimensional e elástica, em uma canaleta horizontal e sem atrito.

Antes da colisão a esfera A tem uma velocidade escalar V0 e a esfera B está em repouso.  A massa da esfera A é três vezes maior que a massa da esfera B e não se considera rotação das esferas. A fração da energia cinética de A que é transferida para B:

a) é de 50%
b) é de 25%
c) é de 75%
d) é de 100%
e) depende do valor de V0

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Questão 10

(FUND. CARLOS CHAGAS) Uma esfera de massa 2,0kg é abandonada, a partir do repouso, de uma altura de 25m. Após o choque com o solo a esfera atinge a altura de 16m. O coeficiente de restituição no choque entre a esfera e o solo vale:

a) 0,20
b) 0,32
c) 0,50
d) 0,64
e) 0,80

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Respostas das questões:

01 – a) 64cm
b) 8,0 . 10-1

02. – C03 – B04 – E05 – A
06 – C07 – D08 – B09 – C10 – E