Questões de Concurso
Sobre impulso e quantidade de movimento em física
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O momento de inércia do conjunto “atleta + plataforma”, excluindo os halteres, em relação ao eixo vertical, é I0. O sistema é posto a girar com velocidade angular inicial ω0. Posteriormente, a atleta recolhe simetricamente os braços, trazendo cada halter para uma distância R/2 do eixo, conforme ilustrado na figura a seguir.
Figura – Representação esquemática do sistema rotacional: (a) configuração inicial: atleta girando com velocidade angular ω0, mantendo dois halteres de massa m a uma distância R do eixo vertical; (b) configuração final: atleta recolhe simetricamente os braços, posicionando os halteres a uma distância R/2 do eixo, sem atuação de torque externo em torno do eixo de rotação.
Considere que: • os halteres podem ser tratados como massas puntiformes; • o eixo permanece fixo; • não há torque externo resultante em torno do eixo vertical durante o movimento.
Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta corretamente a nova velocidade angular ωf do sistema após o recolhimento dos braços.
Considere que:
• o eixo do disco não exerce torque externo em relação ao próprio eixo; • o tempo de colisão é muito curto; • forças dissipativas são desprezadas; • o momento de inércia do disco em relação ao eixo central é
Nesse contexto, determine a velocidade angular ω do conjunto imediatamente após o impacto e assinale a alternativa correta.
Durante o curto intervalo de colisão:
• despreza-se o peso; • a reação nas dobradiças pode exercer impulso linear; • não há torque impulsivo externo em relação ao eixo das dobradiças; • o projétil não permanece na porta.
Considere que a porta pode girar livremente em torno do eixo das dobradiças e que seu momento de inércia em relação a esse eixo é I.
Após o impacto, a porta adquire velocidade angular ω.
Com base nas leis de conservação apropriadas, determine a expressão correta para ω imediatamente após o impacto e assinale a alternativa correta.
Em relação aos conceitos de dinâmica dos corpos, julgue o seguinte item.
Quantidade de movimento refere-se à medição da força exercida sobre um corpo durante determinado intervalo de tempo.

Já o objeto B tem massa de 3,0 kg e
velocidade
Em um dado
instante de tempo, esses objetos colidem. Após a colisão,
a velocidade de A é alterada para 
Calcule a velocidade final de B e assinale a
opção correta.
Durante a interação entre os blocos, a máxima compressão sofrida pela mola, que ocorre no instante em que os dois blocos têm a mesma velocidade, é de:
Um asteroide esférico uniforme de raio 500 m está girando com velocidade angular de 2,0 x 10−4 rad/s. À medida que o tempo passa, o asteroide adquire mais matéria de forma simétrica, até que seu raio atinge 1000 m. Supondo que sua densidade permaneça a mesma e que a matéria adicional estava originalmente em repouso em relação ao asteroide, encontre a nova velocidade angular do asteroide após o seu crescimento.
Considerando-se que v1,v2 e v3 são os módulos das velocidades dos pedaços 1, 2 e 3, respectivamente e, com base nas informações do esquema feito por Ana, o vetor velocidade da esfera v0, no instante imediatamente anterior à sua fragmentação, é:
, formando um ângulo de
60° com a superfície horizontal. Quando o projétil atinge a altura
máxima hmáxima, ele explode, dividindo-se em dois corpos de
massas idênticas, denotados por A e B. Imediatamente após a
explosão, o corpo A fica parado e o corpo B se move na mesma
direção em que o projétil estava se movendo imediatamente antes
da explosão, conforme ilustra a figura a seguir.
Com base nessas informações, assinale a opção que corresponde ao valor da energia liberada pela explosão do projétil.
Em relação aos segmentos de solo, espacial e de lançamento em projetos de sistemas espaciais, julgue o item a seguir.
Optando-se por estágios a propulsão sólida, a trajetória do veículo lançador é controlada, necessariamente, pela modulação do empuxo ao longo da queima e por meio do próprio bocal de exaustão.
Foguetes de massa variável são veículos que mudam sua massa durante o voo, como o foguete Saturno V, principalmente pela queima e ejeção contínua de combustível, que é expelido em alta velocidade para trás, gerando impulso (empuxo) para frente, com base nas Leis de Newton. A esse respeito, considerando v e ve , respectivamente, como as velocidades final e de empuxo (ou velocidade efetiva de exaustão dos gases), m e m0 como as massas final e inicial, respectivamente, e desconsiderando forças dissipativas por atrito, julgue o item subsequentes.
Para descrever a dinâmica de movimento de um foguete de
massa variável, a força que imprime a aceleração ao veículo
é corretamente dada pela aplicação direta da segunda lei de
Newton ,
, em que m(t) é a massa instantânea total.
Caso um foguete (sistema de massa variável) parta do repouso, em voo no vácuo e livre de forças externas, a massa do veículo decrescerá exponencialmente com o aumento da razão v/ve .
A partir dessa situação hipotética, julgue o seguinte item.
Considere que o caminhão e o carro tenham começado a desacelerar no instante de tempo t = 0 e que o carro e o caminhão tenham parado no instante de tempo t = tp. Nesse caso, a força necessária para parar o caminhão será menor que a força necessária para parar o carro, pois a velocidade do caminhão é menor.
Durante a ejeção, o combustível é expelido para trás (sentido oposto ao desejado de avanço do foguete) com velocidade relativa u=300,0 m/s em relação ao foguete no momento da ejeção. Antes da ejeção o sistema estava em repouso no referencial inercial considerado. Despreze quaisquer interações internas diferentes da ejeção (isto é, trate o processo como uma separação instantânea de duas massas em um sistema isolado). Usando a conservação do momento linear, determine a velocidade, (módulo, em m/s), que o foguete adquire imediatamente após a ejeção.
Com base nessas informações, assinale a alternativa que melhor representa a opção de organização das roldanas e o valor da força que o operário precisa aplicar para erguer o balde em velocidade constante.
• um dos blocos se move para o norte com velocidade de 4,0 m/s; e • o outro bloco se move a 90° ao leste (direção leste) com velocidade de 3,0 m/s.
Com base nessa situação hipotética e sabendo‑se que a quantidade de movimento total se conserva, julgue o item seguinte.
O módulo da quantidade de movimento total após a explosão é igual a
Nesse caso, é
correto afirmar que a velocidade escalar do carrinho
antes da explosão é de 2,5 m/s.
• um dos blocos se move para o norte com velocidade de 4,0 m/s; e • o outro bloco se move a 90° ao leste (direção leste) com velocidade de 3,0 m/s.
Com base nessa situação hipotética e sabendo‑se que a quantidade de movimento total se conserva, julgue o item seguinte.
O componente leste da quantidade de movimento após a explosão é de 9,0 kg · m/s.