Famema · Física

Questões de Quantidade de movimento e colisões da Famema

2 questões oficiais da Famema sobre Quantidade de movimento e colisões, de 2016 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 1 fácil, 1 média.

Treine Quantidade de movimento e colisões com 2 questões da Famema

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2 questões de Quantidade de movimento e colisões resolvidas

Questão 1 · Famema 2026 · Questão 37média

Um pescador encontra-se em pé na extremidade esquerda de sua canoa, que flutua sobre águas calmas e paradas, como mostra a figura, em que o centro de massa da canoa está representado por um ponto vermelho.

Em determinado momento, o pescador caminha sobre a canoa até a extremidade direita e fica parado, em pé, nessa extremidade. Sabendo que o pescador e a canoa possuem massas iguais e desconsiderando a resistência da água, após essa caminhada, a posição assumida pelo conjunto composto por canoa e pescador, em relação ao mesmo referencial da figura, é representada por:

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Gabarito: D

Sem atrito com a água, não há força externa horizontal sobre o sistema canoa + pescador. Como ele parte do repouso, o centro de massa do conjunto não se move na horizontal.

1. Antes

Na figura, a canoa vai de cerca de −1,3 a +1,3, com centro de massa em 0, e o pescador está na ponta esquerda, perto de −1. Com massas iguais, o centro de massa do conjunto fica no meio: (−1 + 0)/2 = −0,5.

2. Depois

O pescador vai para a ponta direita, que fica 1 unidade à direita do centro da canoa. Se o centro da canoa passa a estar em c, o pescador está em c + 1, e o centro do conjunto deve continuar em −0,5:

(c + c + 1)/2 = −0,5 → 2c + 1 = −1 → c = −1.

Logo a canoa recua 1 unidade: centro de massa da canoa em −1 e pescador em 0. É a figura D.

Resposta: D

Por que as outras atraem: A, B e C deslocam a canoa para a direita, junto com o pescador, o que violaria a conservação da quantidade de movimento (a canoa precisa ir para o lado oposto). Em E a canoa fica parada e o pescador avança sozinho, o que mudaria a posição do centro de massa do conjunto.

Dica: com massas iguais, cada corpo anda metade do deslocamento relativo, em sentidos opostos: o pescador anda 2 em relação à canoa, então ele avança 1 e a canoa recua 1.

Questão 2 · Famema 2016 · Questão 36fácil

Um brinquedo consiste em um fole acoplado a um tubo plástico horizontal que se encaixa na traseira de um carrinho, inicialmente em repouso. Quando uma criança pisa no fole, comprimindo-o até o final, o ar expelido impulsiona o carrinho.

(Na figura: o fole e o carrinho parado, v = 0; o fole sendo comprimido; e a força média F_méd sobre o fole, com o carrinho em movimento.)

Considere que a massa do carrinho seja de 300 g, que o tempo necessário para que a criança comprima completamente o fole seja de 0,2 s e que ao final desse intervalo de tempo o carrinho adquira uma velocidade de 8 m/s. Admitindo desprezíveis todas as forças de resistência ao movimento do carrinho, o módulo da força média (F_méd) aplicada pelo ar expelido pelo tubo sobre o carrinho, nesse intervalo de tempo, é igual a

A
10 N.
B
14 N.
C
12 N.
D
8 N.
E
16 N.

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Gabarito: C

Use o teorema do impulso: a força média vezes o tempo é igual à variação da quantidade de movimento.

F_méd · Δt = m · Δv

1. Dados no SI: m = 300 g = 0,3 kg; Δv = 8 − 0 = 8 m/s; Δt = 0,2 s.

2. Conta: F_méd = 0,3 × 8 ÷ 0,2 = 2,4 ÷ 0,2 = 12 N.

Resposta: C

Por que as outras atraem: quem esquece de passar a massa para quilogramas acha valores mil vezes maiores; quem usa m · v sem dividir pelo tempo acha 2,4 N.

Dica: "força média durante um intervalo de tempo" + "variação de velocidade" é sinal de impulso (I = F · Δt = ΔQ).