Solucionario moisés

Problemas Resolvidos do Capítulo 9

COLISÕES
Atenção Leia o assunto no livro-texto e nas notas de aula e reproduza os problemas resolvidos aqui. Outros são deixados para v. treinar

 PROBLEMA 1

Calcule a magnitude (em kgf) da força impulsiva que atua em cada um dos exemplos seguintes:

(a) Num saque de jogo de tênis, a bola, de massa igual a 60 g, é lançada com uma velocidade de 40 m/s; o tempo de contato com a raquete é da ordem de 0, 005 s (b) Um jogador de futebol cobra um pênalti, chutando a bola com uma velocidade de 20 m/s. A massa da bola é de 450 g e a duração do chute da ordem de 0, 01 s. (c) Uma pessoa de 80 kg pula do alto de um muro de 2, 5 m de altura, caindo em pé (sem dobrar os joelhos). A duração do impacto é de 0, 01 s. É melhor dobrar os joelhos! (d) Um carro de 1,5 toneladas, a 60 km/h, bate num muro. A duração do choque é de 0, 1 s.  Solução A força impulsiva é dada por F  Δp/Δt. Assim: (a) p 0  0 e p  mv  0. 060  40  2. 4 kg m/s. Δp F  2. 4 − 0  480. 0 N ou F  480  49 kgf . (b) p 0  0 e p  mv  0. 450  20  9. 0 kg m/s. F  9 − 0  900 N Δt 0. 005 9. 8 0. 01 ou F  900  92 kgf. (c) Ao atingir o solo, a velocidade é v  2gh  2  9. 8  2. 5  7. 0 m/s. Logo, p 0  80  7  9. 8 560 kg m/s e p  0. F  0 − 560  − 56000 N ou F  56000  5714 kgf. (d) v  60  16. 7 m/s. p 0  1500  16. 7  0. 01 9. 8 3. 6 25050  2. 505  10 5 N ou F  2. 505  10 5  25. 561 kgf. 25050 kg m/s e p  0. F  9. 8 0. 1  PROBLEMA 2 Na teoria corpuscular da luz, no século 17, imaginava-se um feixe de luz como constituído de corpúsculos muito pequenos, movendo-se com velocidade muito elevada. A reflexão da luz num espelho seria produzida pela colisão dos corpúsculos luminosos com o mesmo, de forma análoga a uma colisão elástica com uma parede impenetrável. Ao atravessar a superficie de separação entre dois meios transparentes distintos (ar e água, por exemplo). um corpúsculo luminoso teria sua velocidade alterada pelo efeito de uma força