Em 1687, Newton publicou (Principia, Propositions 34 and sua famosa expressão, C_p = sin² , para o coeficiente de pressão, onde é o ângulo de inclinação da superfície de um corpo em relação ao escoamento incidindo sobre o corpo. Séculos mais tarde, esta expressão tornou-se bastante empregada no cálculo da distribuição de pressão na superfície de veículos hipersônicos. Na obtenção da referida expressão, Newton admitiu algumas hipóteses com relação ao fluido incidindo sobre a superfície inclinada. Considere as seguintes afirmações sobre as hipóteses adotadas por Newton:

I. Newton modelou o fluido como um fluxo de partículas ou moléculas que, ao colidir com a superfície do corpo, conservava a componente tangencial do momentum linear e perdia a componente normal do momentum linear.

II. Newton modelou o fluido como um fluxo de partículas ou moléculas que, ao colidir com a superfície do corpo, conservava a componente normal do momentum linear e perdia a componente tangencial do momentum linear.

III. Newton considerou o movimento direcionado e não o movimento aleatório das partículas ou moléculas do fluido.

IV. Newton considerou o movimento aleatório e não o movimento direcionado das partículas ou moléculas do fluido.

Sobre as afirmações, pode-se dizer que está correto o contido em:

A figura abaixo representa os gráficos posição - tempo de duas pequenas esferas, (1) e (2), que, movendo-se sobre o eixo das abscissas OX, colidem frontal e diretamente.



A razão E^'_C / E_C entre as energias cinéticas do sistema constituído pelas duas pequenas esferas, (1) e (2), após a colisão ( E^'_C ) e antes da colisão ( E_C ), é:

Uma pedra de 0,1 kg é lançada verticalmente e atinge uma altura de 5,0 m, medida a partir de seu ponto de lançamento.

Qual foi o módulo da variação de momento linear da pedra, em kg.m/s, entre os instantes do lançamento e quando ela retorna à sua posição inicial?

Dado: Considere a aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s² .

Um atirador próximo dispara com uma espingarda de ar comprimido um pequeno chumbinho de borracha com massa igual a 0,002kg. O projétil desloca-se com velocidade aproximadamente horizontal igual a 50m/s e atinge uma pequena partícula esférica de massa 0,03kg, inicialmente parada. A partícula esférica está posicionada na extremidade de uma corda de comprimento igual a L = 2.0m, conforme pode ser visto na figura abaixo. Assumindo que a colisão entre o projétil e a partícula seja perfeitamente elástica, determine qual deve ser a altura aproximada h adquirida pela partícula após a colisão.

Em uma seção de fisioterapia, um dos exercícios propostos, consiste em rebater uma bola de tênis de massa igual a 50 g com uma raquete. Ao entrar em contato com a raquete, a velocidade da bola é perpendicular a ela e de módulo igual a 36 km/h. Após a rebatida, ao perder o contato com a raquete, a velocidade da bola tem a mesma direção que , mas o sentido contrário, e seu módulo é igual ao de .

Suponha que o módulo da força exercida pela raquete sobre a bola varia em função do tempo durante o contato, como mostra o gráfico abaixo

Sendo assim, o valor máximo do módulo da força durante o contato foi:

Uma partícula, viajando ao longo do eixo x, sentido positivo com quantidade de movimento igual a 3,0 kg m/s, colide com outra partícula de massa 1,5 kg, inicialmente em repouso. Após a colisão, totalmente inelástica, a velocidade do centro de massa é de 1,5 m/s.

A massa da partícula (1), em kg, é de

Um automóvel de massa 1.000 kg, inicialmente a 15 m/s, colide contra uma parede e para, conforme mostram as Figuras abaixo.



Sabendo-se que a colisão durou 0,20 s, qual é, aproximadamente, em N, o módulo da força média da parede sobre o carro durante a colisão?

Dois objetos de massas 1,0 kg e 2,0 kg viajando na mesma direção, em sentidos contrários e com velocidades iguais em módulo, colidem frontalmente de forma totalmente inelástica.

Se o módulo da velocidade dos objetos após a colisão é de 3,0 m/s, qual o módulo da velocidade inicial das massas, em m/s?

                                            

Um projétil de massa m é lançado contra um pêndulo elástico cuja massa é M. Quando a massa do pêndulo está em sua altura máxima, a haste faz um ângulo θ com a direção vertical. O comprimento da haste é L. Com base nessas informações e na figura apresentada, a velocidade do projétil é expressa por

Um físico, nadando às margens do Lago Paranoá, observa um sapo que está sobre uma tábua. Rapidamente lhe ocorre a seguinte situação-problema: o sapo possui massa m e está parado em uma das extremidades da tábua, de massa M e comprimento L. A tábua está flutuando sobre a superfície do lago, e o sapo dá um pulo no sentido da outra extremidade da tábua, com uma velocidade inicial v que forma um ângulo θ com a direção horizontal. Nessa situação, para o físico determinar corretamente o módulo da velocidade inicial do sapo para que este atinja a extremidade oposta, ele deve usar a equação

Duas pequenas esferas de mesmas dimensões que se deslocam sobre uma guia horizontal, com atritos desprezíveis, com movimento uniforme em sentidos opostos, vão colidir direta e frontalmente. Antes da colisão, a esfera A, de massa igual a 3kg, move-se para a direita com uma velocidade de módulo igual a 2m/s, enquanto que a esfera B, de massa igual a 1kg, move-se para a esquerda com uma velocidade de módulo igual a 10m/s, como ilustra a figura acima.

Se a colisão não for perfeitamente elástica, haverá um decréscimo no valor da energia cinética do sistema constituído pelas duas esferas.

No caso dessa colisão, esse decréscimo poderá ser, no máximo de:

Um automóvel de massa igual a 800 kg, animado com velocidade escalar de 10 m/s em trajetória retilínea, diminui uniformemente sua velocidade, por efeito de forças dissipativas, para 8 m/s em 4 segundos. A variação do momento linear médio, em kgm/s, e a resultante média das forças dissipativas, em N, possuem módulos respectivamente iguais a

No que se refere ao movimento de um corpo rígido no plano, analise as proposições a seguir.
I - Durante o movimento do corpo, não ocorre movimento relativo entre suas partículas.
II - A aceleração angular do corpo depende do momento a ele aplicado e de seu momento de inércia de massa.
III - Se o movimento do corpo for de translação pura, a resultante das forças sobre ele atuantes é nula.
Está correto APENAS o proposto em

Suponha que dois corpos de igual massa, se deslocando na mesma linha reta e na mesma direção, colidam e permaneçam unidos após a colisão.
A velocidade comum após a colisão será

O efeito da atiradeira gravitacional é produzido por uma “colisão” sem impacto de uma nave espacial com um planeta. Esse efeito é utilizado para fornecer um impulso adicional a uma nave espacial, aumentando sua velocidade.

A figura, a seguir, representa o planeta Saturno movendose em sentido x negativo, com uma velocidade orbital em relação ao Sol de módulo igual a v_planeta. Uma nave espacial dele se aproxima a uma velocidade de módulo igual a v_{inicial da nave} em relação ao Sol. A força gravitacional de Saturno faz que a nave mude de direção e retorne em sentido oposto.

Considerando a trajetória da nave como retilínea e que m_nave << M_planeta, sua velocidade final, depois que se afasta de modo que não sinta mais a atração gravitacional do planeta, é

O trabalho total realizado pelas forças externas sobre um corpo relaciona-se ao deslocamento do corpo, ou seja, às suas variações de posição. Contudo, o trabalho total também é relacionado à velocidade do corpo por meio do teorema trabalho-energia cinética, que