Durante uma simulação de colisão realizada por uma equipe de segurança viária, considerou-se que um ônibus de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma simulação de colisão realizada por uma equipe de segurança viária, considerou-se que um ônibus de 3 000 kg se deslocava a 15 m/s e atingia um carro de 1 000 kg, que se movia à sua frente na mesma direção, a 20 m/s. Após a colisão, os dois veículos permaneciam unidos e seguiam como um único sistema. Desprezando forças externas durante o intervalo muito curto da colisão, analisou-se o movimento do conjunto após o impacto. Com base na conservação da quantidade de movimento, qual era a velocidade do sistema formado pelos dois veículos imediatamente após a colisão?
- A) 18,75 m/s
- B) 20,00 m/s
- C) 15,00 m/s
- D) 17,50 m/s
- E) 16,25 m/s
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Ônibus: m1 = 3000 kg, v1 = 15 m/s. Carro: m2 = 1000 kg, v2 = 20 m/s. Ambos têm o mesmo sentido de movimento. Após a colisão, os veículos ficam unidos, formando um único corpo de massa M = 4000 kg. Passo 2: Aplique a conservação da quantidade de movimento, já que as forças externas são desprezadas durante o impacto. Antes: Q = m1 x v1 + m2 x v2 = 3000 x 15 + 1000 x 20 = 45000 + 20000 = 65000 kg.m/s. Depois: Q = M x v, sendo v a velocidade do conjunto. Passo 3: Iguale as quantidades de movimento: 65000 = 4000 x v, portanto v = 65000 / 4000 = 16,25 m/s. Passo 4: Compare com as alternativas. O valor 16,25 m/s corresponde à alternativa E, que é o gabarito oficial, e a resolução independente confirma essa resposta. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A) 18,75 m/s resultaria da troca das velocidades entre os veículos. B) 20,00 m/s seria a velocidade do carro, o que ignoraria a quantidade de movimento do ônibus. C) 15,00 m/s seria a velocidade do ônibus, o que ignoraria o carro. D) 17,50 m/s seria a média aritmética simples das velocidades, o que desconsidera as massas. Observação: fisicamente, um ônibus a 15 m/s não alcançaria um carro que se move a 20 m/s na mesma direção; o enunciado, porém, é uma simulação hipotética, e o cálculo segue os dados fornecidos.
💡 Dica: Aplique a conservação da quantidade de movimento para encontrar a velocidade final.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente trocou as velocidades dos veículos, multiplicando 3000 por 20 e 1000 por 15. Isso dá 75000 / 4000 = 18,75 m/s.
Por que engana: Confundir conservacao do momento linear com conservacao de energia mecanica em colisao inelastica, aplicando formulas erradas.
O aluno considera que a velocidade final é a do carro, supondo que o veículo mais rápido determina o movimento do conjunto e ignorando a quantidade de movimento do ônibus.
O aluno considera que a velocidade do sistema permanece igual à do ônibus antes do impacto, sem levar em conta a quantidade de movimento do carro nem a conservação.
O aluno calcula a média aritmética simples de 15 e 20 m/s, ignorando que cada veículo tem massa diferente e que a conservação exige média ponderada pelas massas.
Como os veículos permanecem unidos após a colisão, trata-se de uma colisão inelástica. A quantidade de movimento inicial do sistema é igual à quantidade de movimento final: (3 000 × 15) + (1 000 × 20) = (3 000 + 1 000) × v. Assim, 45 000 + 20 000 = 4 000v, portanto v = 65 000/4 000 = 16,25 m/s.
Raio-X da questão
colisão inelástica
avaliacao
conservacao do momento linear · colisao inelastica
Revisar a conservação da quantidade de movimento em colisões inelásticas.
Confundir conservacao do momento linear com conservacao de energia mecanica em colisao inelastica, aplicando formulas erradas.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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