Mecânica
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“Se eu vi mais longe, foi por estar sobre ombros de gigantes.”
Isaac Newton
Dinâmica
LISTA 33 – SISTEMAS ISOLADOS II
01. (FUVEST) A partícula neutra conhecida como méson K0
é instável e decai, emitindo duas partículas, com massas iguais, uma
positiva e outra negativa, chamadas, respectivamente, méson π+ e méson π–. Em um experimento, foi observado o decaimento de um
K0, em repouso, com emissão do par π+ e π–. Das figuras abaixo, qual poderia representar as direções e sentidos
das velocidades das partículas π+ e π– no sistema de referência em que o K0 estava em
repouso?
02. (UNESP) Enquanto movia-se por uma trajetória parabólica depois de ter sido lançada obliquamente e livre de resistência do ar, uma bomba de 400 g explodiu em três partes, A, B e C, de massas mA = 200 g e mB = mC = 100 g. A figura representa as três partes da bomba e suas respectivas velocidades em relação ao solo, imediatamente depois da explosão.
Analisando a figura, é correto afirmar que a bomba, imediatamente antes de explodir, tinha velocidade de módulo igual a
(A) 100 m/s e explodiu antes de atingir a altura máxima de sua trajetória.
(B) 100 m/s e explodiu exatamente na altura máxima de sua trajetória.
(C) 200 m/s e explodiu depois de atingir a altura máxima de sua trajetória.
(D) 400 m/s e explodiu exatamente na altura máxima de sua trajetória.
(E) 400 m/s e explodiu depois de atingir a altura máxima de sua trajetória.
03. (FUVEST) Um fóton, com quantidade de movimento na direção e sentido do eixo x, colide com um elétron em repouso. Depois da colisão, o elétron passa a se mover com quantidade de movimento pe, no plano xy, como ilustra a figura ao lado.
Dos vetores pf abaixo, o único que poderia representar a direção e sentido da quantidade de movimento do fóton, após a colisão, é
Note e adote: O princípio da conservação da quantidade de movimento é válido também para a interação entre fótons e elétrons.
04. (FUVEST) A figura foi obtida em uma câmara de nuvens, equipamento que registra trajetórias deixadas por partículas eletricamente carregadas. Na figura, são mostradas as trajetórias dos produtos do decaimento de um isótopo do hélio 
em repouso: um elétron (e) e um isótopo de lítio 
, bem como suas respectivas quantidades de movimento linear, no instante do decaimento, representadas, em escala, pelas setas. Uma terceira partícula, denominada antineutrino (
, carga zero), é também produzida nesse processo.
O vetor que melhor representa a direção e o sentido da quantidade de movimento do antineutrino é
05. (SANTA CASA) Duas esferas idênticas, A e B, sofrem uma colisão totalmente inelástica. Imediatamente antes da colisão, elas se movem no plano xy, representado na figura, com velocidades vA = 2v e vB = v.
Sabendo que imediatamente depois da colisão elas se movem juntas com velocidade de módulo v’, é correto afirmar que
06. (FUVEST) Uma bola de bilhar vermelha está inicialmente em repouso a 40 cm de duas das bordas (lateral e superior da figura) de uma mesa de bilhar, como mostra a figura. Uma bola branca de mesma massa e tamanho é lançada em direção à vermelha com velocidade 
paralela à borda lateral. As duas bolas colidem e, algum tempo depois, a bola vermelha está prestes a cair na caçapa posicionada na junção das duas bordas. No mesmo instante, a bola branca toca a borda superior da mesa a uma distância d da bola vermelha, conforme figura.
O valor de d é aproximadamente:
(A) 20 cm
(B) 40 cm
(C) 60 cm
(D) 80 cm
(E) 100 cm
Note e adote: Despreze efeitos dissipativos (como deslizamentos com atrito) e considere a colisão entre as bolas como sendo perfeitamente elástica. Considere que o diâmetro das bolas seja muito menor que as distâncias mencionadas e que não ocorram outras colisões intermediárias.
07. (ENEM 2022) Foi realizada uma perícia técnica de um acidente de trânsito em que um carro colidiu com uma van em um cruzamento a 90°, como esquematizado na figura A van tem massa duas vezes maior que o carro. Depois da colisão, os dois veículos permaneceram “grudados” um ao outro e deslocaram-se a um ângulo de 45° com a direção de suas velocidades iniciais. Um radar mediu o módulo da velocidade da van, imediatamente antes da colisão, encontrando 40 km/h.
Qual o valor do módulo da velocidade do carro, em quilômetro por hora (km/h), imediatamente antes da colisão?
08. (FAMECA) Duas esferas de massas m e 2 m movem-se com velocidades de mesma intensidade v, em trajetórias retilíneas perpendiculares entre si, contidas num plano horizontal. No ponto P da figura, elas colidem de forma inelástica e passam a mover-se unidas após a colisão.
Considerando o sistema isolado, pode-se afirmar que, após a colisão, a velocidade das esferas vale:
09. (Escola Naval) Em uma pedreira, uma carga de dinamite é inserida em uma fissura de uma rocha de 950 kg e então detonada. Como resultado dessa explosão, a rocha se divide em três pedaços: um pedaço de 200 kg que parte com velocidade de 5 m/s paralelamente ao solo; e um segundo pedaço de 500 kg, que sai perpendicularmente ao primeiro pedaço com velocidade de 1,5 m/s. Sendo assim, é correto afirmar que a velocidade do terceiro pedaço é:
A) 2,0 m/s
B) 3,0 m/s
C) 4,0 m/s
D) 5,0 m/s
E) 6,0 m/s
10. (EsPCEx) Dois caminhões de massa m1 = 2,0 toneladas e m2 = 4,0 toneladas, com velocidades v1 = 30 m/s e v2 = 20 m/s, respectivamente, e trajetórias perpendiculares entre si, colidem em um cruzamento no ponto G e passam a se movimentar unidos até o ponto H, conforme a figura abaixo. Considerando o choque perfeitamente inelástico, o módulo da velocidade dos veículos imediatamente após a colisão é:
A) 30 km/h
B) 40 km/h
C) 60 km/h
D) 70 km/h
E) 75 km/h
Respostas
1- A
2- B
3- A
4- D
5- E
6- D
7- E
8- B
9- D
10- C
