Famerp · Física

Questões de Quantidade de movimento e colisões da Famerp

4 questões oficiais da Famerp sobre Quantidade de movimento e colisões, de 2017 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 2 fáceis, 2 médias.

Treine Quantidade de movimento e colisões com 4 questões da Famerp

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3 questões de Quantidade de movimento e colisões resolvidas

Questão 1 · Famerp 2026 · Questão 64fácil

Em determinada modalidade de disputas de tiro esportivo, os competidores utilizam pistolas de ar comprimido que disparam projéteis de 0,50 g com velocidade inicial de 180 m/s.

(www.correiodopovo.com.br)

A intensidade do impulso recebido pelo projétil, em um desses disparos, é de

A
0,09 N · s.
B
8,10 N · s.
C
4,50 N · s.
D
0,81 N · s.
E
0,05 N · s.

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Gabarito: A

O impulso recebido pelo projétil é igual à variação da sua quantidade de movimento (teorema do impulso). Ele parte do repouso:

m = 0,50 g = 0,50 × 10^–3 kg = 5,0 × 10^–4 kg

I = m × v – 0 = 5,0 × 10^–4 × 180 = 0,09 N · s

Resposta: A

Por que as outras atraem: usar a massa em gramas (0,50 × 180 = 90) ou errar a potência de 10 na conversão leva a valores fora da resposta.

Dica: converta sempre a massa para kg antes de calcular impulso ou quantidade de movimento.

Questão 2 · Famerp 2022 · Questão 65média

Uma pessoa e um bloco, de 80 kg e 200 kg, respectivamente, estão posicionados no centro de uma placa de gelo uniforme e em equilíbrio, que flutua sobre a água parada e calma de um lago, conforme representado na figura.

A pessoa empurra o bloco e, como consequência, esse bloco começa a deslizar para a esquerda e a pessoa para a direita. Considerando que não há forças de atrito envolvidas entre os corpos, enquanto o bloco e a pessoa estiverem se movendo sobre a placa de gelo, esta

A
afundará no lado para o qual a pessoa desliza.
B
começará a se mover, em relação à água, para a esquerda.
C
começará a se mover, em relação à água, para a direita.
D
ficará parada e em equilíbrio em relação à água.
E
afundará no lado para o qual o bloco desliza.

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Gabarito: D

1. Horizontal: sem atrito entre os corpos e a placa, nenhuma força horizontal age sobre a placa. Ela não começa a se mover (o empurrão é interno ao par pessoa–bloco).

2. Vertical (equilíbrio de rotação): a quantidade de movimento do par se conserva, inicialmente nula:

200 × v_bloco = 80 × v_pessoa

Em qualquer instante, as distâncias ao centro obedecem 200 × d_bloco = 80 × d_pessoa. Os torques dos pesos em relação ao centro se anulam, e o centro de massa do conjunto continua sobre o centro da placa. A placa não inclina.

Logo, ela fica parada e em equilíbrio.

Resposta: D

Por que as outras atraem: A e E supõem que um dos lados fica mais pesado, mas o bloco, mais pesado, fica mais perto do centro e compensa. B e C supõem uma força horizontal sobre a placa, que não existe sem atrito.

Dica: sem forças externas, o centro de massa de um sistema em repouso continua parado.

Questão 3 · Famerp 2020 · Questão 63fácil

Um automóvel trafegava com velocidade constante por uma avenida plana e horizontal quando foi atingido na traseira por outro automóvel, que trafegava na mesma direção e sentido, também com velocidade constante. Após a colisão, os automóveis ficaram unidos e passaram a se mover com a mesma velocidade.

Sendo E_INICIAL e E_FINAL, respectivamente, a soma das energias cinéticas dos automóveis imediatamente antes e imediatamente depois da colisão, e Q_INICIAL e Q_FINAL, respectivamente, a soma dos módulos das quantidades de movimento dos automóveis imediatamente antes e imediatamente depois da colisão, pode-se afirmar que:

A
E_INICIAL > E_FINAL e Q_INICIAL < Q_FINAL
B
E_INICIAL > E_FINAL e Q_INICIAL > Q_FINAL
C
E_INICIAL > E_FINAL e Q_INICIAL = Q_FINAL
D
E_INICIAL = E_FINAL e Q_INICIAL > Q_FINAL
E
E_INICIAL = E_FINAL e Q_INICIAL = Q_FINAL

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Gabarito: C

Quantidade de movimento: durante a batida, as forças entre os carros são internas e muito maiores que as externas (atrito, resistência do ar). O sistema fica isolado, então a quantidade de movimento se conserva: Q_INICIAL = Q_FINAL. Como os dois carros andam no mesmo sentido, a soma dos módulos é a própria quantidade de movimento total.

Energia cinética: os carros ficaram unidos, o que caracteriza uma colisão perfeitamente inelástica. Parte da energia cinética vira deformação, calor e som, logo E_INICIAL > E_FINAL.

Resposta: C

Por que as outras atraem: D e E supõem conservação de energia cinética, que só ocorre em colisão elástica (os corpos se separam sem deformação permanente).

Dica: em qualquer colisão com sistema isolado, Q se conserva; a energia cinética só se conserva se a colisão for elástica.