Banco de questões: Impulso e Quantidade de Movimento: Teorema do Impulso

Um bloco de massa 2 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. O bloco é atingido por uma bola de massa 0,5 kg que se move no mesmo plano horizontal com velocidade de 8 m/s. Após o impacto, a bola fica em repouso sobre o bloco. Calcule a velocidade final do sistema bloco-bola após o impacto, considerando que a colisão é perfeitamente elástica e que não há perda de energia cinética no processo. Em seguida, determine a variação da quantidade de movimento do sistema bloco-bola durante o impacto.

Um bloco de massa 2 kg encontra-se inicialmente em repouso sobre uma superfície sem atrito. Uma força horizontal constante de 10 N é aplicada ao bloco, que a partir do repouso se desloca sobre a superfície. A força atua durante um intervalo de tempo de 3 segundos. Considerando que a força média que atua sobre o bloco é a que foi aplicada, calcule o impulso adquirido pelo bloco durante o intervalo de tempo em que a força atua sobre ele. Em seguida, determine a velocidade do bloco ao final dos 3 segundos.

Um astronauta de massa 80 kg encontra-se em repouso no espaço, e para retornar à nave, que está a certa distância, ele usa um dispositivo que expele gases com uma velocidade de 2 m/s. Se a massa total dos gases expelidos é de 4 kg, determine a velocidade com que o astronauta retorna à nave, considerando que não há forças externas atuando no sistema. Considere que o módulo da velocidade do astronauta antes de utilizar o dispositivo é 0 m/s e que a aceleração da gravidade é negligenciável no espaço.

Em um campeonato de futebol, um jogador aplica um impulso em uma bola, lançando-a pelo campo. Ao encontrar a trajetória da bola, um jogador da equipe adversária aplica outro impulso a fim de acelerá-la e mudar sua direção. Suponha que a bola tem uma massa de 0,4 kg e que o primeiro jogador aplique um impulso de 4 Ns na direção positiva do eixo x. O segundo jogador, por sua vez, aplica um impulso de 3 Ns na direção positiva do eixo y. a) Calcule a quantidade de movimento da bola antes e depois de cada interação. b) Determine a velocidade escalar da bola após a ação dos dois jogadores, considerando que inicialmente a bola estava em repouso. c) Calcule o ângulo formado entre a velocidade final da bola e o eixo x.

Explique, com as suas palavras, o que é o Teorema do Impulso. Como ele se relaciona com a variação da quantidade de movimento de um corpo? Dê exemplos práticos de situações em que o teorema pode ser aplicado.