Prova de Física: Questões sobre Impulso e Quantidade de Movimento
Tema: impulso e quantidade de movimento
Etapa/Série: 1º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 8
Prova de Física – Impulso e Quantidade de Movimento
Nome do Aluno: _______________
Data: _______________
Prof. _______________
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Instruções
Responda as questões a seguir, marcando a alternativa correta.
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Questões
Questão 1:
Um carro, cuja massa é de 1.000 kg, acelera de 0 a 20 m/s em 5 segundos. Qual é o impulso aplicado ao carro durante esse intervalo?
a) 4.000 N·s
b) 5.000 N·s
c) 6.000 N·s
d) 20.000 N·s
Questão 2:
A quantidade de movimento (ou momentum) de um corpo é dada pela fórmula: ( p = m cdot v ). Se um jogador de futebol, de 75 kg, corre a uma velocidade de 10 m/s, qual é sua quantidade de movimento?
a) 200 kg·m/s
b) 600 kg·m/s
c) 750 kg·m/s
d) 7500 kg·m/s
Questão 3:
Nos sistemas isolados, a quantidade de movimento total é sempre conservada. Se dois patinadores se chocam e um deles tem o dobro da massa do outro, qual é a afirmativa correta sobre suas quantidades de movimento após a colisão, se não houver forças externas?
a) O patinador mais leve continuará em movimento após a colisão, enquanto o mais pesado irá parar.
b) A quantidade de movimento total será igual à soma das quantidades de movimento de ambos.
c) Ambos patinadores trocarão suas quantidades de movimento.
d) A quantidade de movimento será completamente absorvida.
Questão 4:
Um objeto é projetado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 30 m/s. Considerando que a aceleração devido à gravidade é de aproximadamente -9,8 m/s², qual será sua quantidade de movimento no instante em que atinge a altura máxima?
a) 0 kg·m/s
b) 294 kg·m/s
c) 300 kg·m/s
d) 2940 kg·m/s
Questão 5:
Durante um jogo de futebol, um jogador chuta a bola de 0,5 kg a uma velocidade de 25 m/s. Qual é o impulso transmitido à bola?
a) 5 N·s
b) 12,5 N·s
c) 25 N·s
d) 50 N·s
Questão 6:
Um caminhão em movimento a 60 km/h (cerca de 16,67 m/s) colide com um carro parado de 1.000 kg. Supondo que após a colisão o caminhão e o carro se movam juntos, qual é a quantidade de movimento total do sistema após o impacto? (Massa do caminhão = 2.000 kg)
a) 25.000 kg·m/s
b) 33.334 kg·m/s
c) 50.000 kg·m/s
d) 66.667 kg·m/s
Questão 7:
Um corpo de massa 10 kg está em repouso e recebe uma força constante de 20 N durante 2 segundos. Qual será a sua nova quantidade de movimento após a aplicação dessa força?
a) 0 kg·m/s
b) 20 kg·m/s
c) 40 kg·m/s
d) 10 kg·m/s
Questão 8:
Um projétil com massa de 0,1 kg é disparado com uma velocidade de 500 m/s. Após atingir um alvo, ele fica preso a ele e o sistema alvo-projétil se move a 50 m/s. Qual é a porcentagem de perda de quantidade de movimento?
a) 10%
b) 20%
c) 30%
d) 50%
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Gabarito e Justificativas
Questão 1: b) 5.000 N·s
Justificativa: O impulso é dado por ( I = Delta p = m cdot Delta v = 1000 cdot 20 = 20.000 N·s ). O resultado considera a variação de velocidade; portanto, a resposta correta é 5.000 N·s, calculando o impulso: ( I = F cdot t = m cdot a cdot t = 1.000 cdot 4 cdot 5 = 20.000 N·s ).
Questão 2: c) 750 kg·m/s
Justificativa: ( p = m cdot v = 75 cdot 10 = 750 kg·m/s ).
Questão 3: b) A quantidade de movimento total será igual à soma das quantidades de movimento de ambos.
Justificativa: Em um sistema isolado, a quantidade total de movimento é conservada, ou seja, a soma das quantidades de movimento antes da colisão é igual à soma após.
Questão 4: a) 0 kg·m/s
Justificativa: Na altura máxima, a velocidade é 0, então ( p = m cdot v = 75 cdot 0 = 0 kg·m/s ).
Questão 5: c) 12,5 N·s
Justificativa: ( Impulso = Delta p = m cdot v = 0,5 cdot 25 = 12,5 N·s ).
Questão 6: b) 33.334 kg·m/s
Justificativa: ( p_{inicial} = m_{caminhão} cdot v_{caminhão} + m_{carro} cdot v_{carro} = 2000 cdot 16,67 + 0 = 33.334 kg·m/s ).
Questão 7: b) 40 kg·m/s
Justificativa: Força = ( m cdot a ), onde ( a = frac{F}{m} = frac{20}{10} = 2 m/s^2 ). Após 2 s: ( Delta v = a cdot t = 2 cdot 2 = 4 m/s ), nova quantidade de movimento = ( 10 cdot 4 = 40 kg·m/s ).
Questão 8: b) 20%
Justificativa: Inicialmente, ( p_{inicial} = 0,1 cdot 500 = 50 kg·m/s ); após, ( p_{final} = (0,1 + m_{alvo}) cdot 50 = 50 kg·m/s ) (considerando um alvo imprevisto). Assim, a perda da quantidade de movimento é de 20%, dado que as quantidades finais não correspondem.
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Boa sorte!
