Estudando física para concursos, vestibulares e ENEM? Confira aqui vários exercícios resolvidos sobre a quantidade de movimento, importante tópico no estudo da física.
Bom estudo!
Questão 1 (FEPESE). “O Brasil está eliminado da Copa do Mundo. Diante da Bélgica, a seleção brasileira lutou, mas foi derrotada por 2 a 1 e adiou o sonho do hexacampeonato mundial. O volante acabou a partida como um dos candidatos a vilão, após marcar gol contra e não conseguir jogar bem. Antes, os franceses superaram o Uruguai e foram os primeiros a conquistarem a vaga para a semifinal. O projeto hexa adiado. Mais uma vez. A seleção brasileira acabou prejudicada por um mau primeiro tempo e superada pela eficiência da Bélgica nesta sexta-feira, em Kazan. A derrota por 2 a 1 pelas quartas de final da Copa do Mundo da Rússia encerra o sonho de título e acaba com a expectativa de uma população que quatro anos depois da traumática derrota por 7 a 1 para a Alemanha, voltava a acreditar em uma conquista”.
Um torcedor durante essa fatídica partida resolveu usar seus conhecimentos de Física para explicar algumas das jogadas a que assistiu.
Assinale a alternativa equivocada.
A) Em um tiro de meta, Alisson chuta a bola que quase atinge a grande área da Bélgica. O alcance desse lançamento independe do ângulo de aplicação da força sobre a bola.
B) A força que Neymar aplicou na bola ao chutar uma falta tem exatamente o mesmo valor da força que a bola fez sobre o pé de Neymar.
C) Lukaku conduziu pelo meio e rolou para De Bruyne, que deu um chute forte, no canto, sem chances para Alisson. A energia cinética da bola, no segundo gol da Bélgica, é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade da mesma, desprezadas as resistências.
D) Depois de tanto insistir, o Brasil descontou aos 30 minutos do segundo tempo. Philippe Coutinho fez cruzamento em direção ao gol. Renato Augusto desviou de cabeça e tirou do alcance de Courtois. Nessa jogada a quantidade de movimento da bola foi alterada tanto na cabeçada de Renato Augusto, quanto ao atingir a rede.
E) Um dos chutes a gol, bate no travessão e volta para o campo num choque inelástico, portando não houve conservação de energia.
Resolução
Analisando cada uma das alternativas:
A) A alternativa está errada, pois em um lançamento oblíquo, o alcance horizontal depende sim do ângulo formado com a horizontal. Podemos ainda acrescentar que o alcance máximo ocorre quando temos um ângulo de 45º.
B) A afirmação está correta, pois toda ação gera uma reação oposta de igual módulo e direção porém de sentido oposto (3ª Lei de Newton).
C) A afirmação está correta, basta observarmos a fórmula de energia cinética (Ec= m *v²/2).
D) A afirmação está correta, basta observarmos a fórmula da quantidade de movimento (Q= m . v). Quando a bola desviou na cabeça do Renato Augusto, ou atingiu a rede, houve alteração do módulo, sentido ou direção do vetor velocidade, alterando o vetor quantidade de movimento.
E) A afirmação está correta, pois quando a bola bate no travessão e volta, parte da energia cinética é transformada em outras formas de energia. Podemos acrescentar ainda que uma colisão inelástica pode ser perfeita (sem conservação de energia cinética) ou parcial (apenas parte da energia cinética é conservada).
Resposta: A
Questão 2. Determine o módulo da quantidade de movimento de uma motocicleta de 300 kg que se desloca a uma velocidade de 72 km/h.
a) 5000 kg.m/s
b) 6000 kg.m/s
c) 7000 kg.m/s
d) 8000 kg.m/s
Resolução
Podemos calcular a quantidade de movimento através da fórmula abaixo, devendo apenas transformar a velocidade da motocicleta de km/h para m/s.
72 / 3,6 = 20 m/s
Q = m . v
Q = 300 . 20
Q = 6000 kg.m/s
Resposta: B
Questão 3 (ENEM). Durante um reparo na estação espacial internacional, um cosmonauta, de massa 90 kg, substitui uma bomba do sistema de refrigeração, de massa 360 kg, que estava danificada. Inicialmente, o cosmonauta e a bomba estão em repouso em relação à estação. Quando ele empurra a bomba para o espaço, ele é empurrado no sentido oposto. Nesse processo, a bomba adquire uma velocidade de 0,2 m/s em relação à estação.
Qual é o valor da velocidade escalar adquirida pelo cosmonauta, em relação à estação, após o empurrão?
a) 0,05 m/s
b) 0,20 m/s
c) 0,40 m/s
d) 0,50 m/s
e) 0,80 m/s
Resolução
Temos aqui um sistema isolado, ou seja, há conservação da quantidade de movimento, e a quantidade de movimento inicial é igual a zero.
Sendo Qc a quantidade de movimento final do cosmonauta e Qb a quantidade de movimento final da bomba, temos que:
Qc = Qb
mc . vc = mb . vb
90 . vc = 360 . 0,2
90.vc = 72
vc = 72 / 90
vc = 0,8 m/s
Resposta: E
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