Um carro de 1000 kg colide com um objeto estacionário de 500 kg. Após a colisão, ambos se movem juntos a 10…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um carro de 1000 kg colide com um objeto estacionário de 500 kg. Após a colisão, ambos se movem juntos a 10 m/s. Qual era a velocidade inicial do carro?
- A) 5 m/s
- B) 10 m/s
- C) 15 m/s
- D) 20 m/s
- E) 25 m/s
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de colisão. Como os dois corpos ficam juntos após o choque e se movem com a mesma velocidade final, trata-se de uma colisão perfeitamente inelástica, na qual vale a conservação da quantidade de movimento (momento linear).
- Escreva a conservação da quantidade de movimento: massa do carro vezes velocidade inicial do carro, mais massa do objeto vezes velocidade inicial do objeto (zero, pois está estacionário), é igual à massa total vezes a velocidade final comum. Ou seja: 1000 x v1 + 500 x 0 = (1000 + 500) x 10.
- Calcule o lado direito: 1500 x 10 = 15000 kg.m/s.
- Isole v1: 1000 x v1 = 15000, portanto v1 = 15 m/s. A velocidade inicial do carro é 15 m/s, o que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (5 m/s) inverteria a relação entre as massas no cálculo. B (10 m/s) supõe que a velocidade não muda, o que ignora a massa adicional do objeto. D (20 m/s) resulta de dividir pela massa do objeto em vez da massa total. E (25 m/s) não decorre de nenhuma conservação válida do problema.
💡 Dica: Use a conservação da quantidade de movimento para resolver.
Alternativa por alternativa
Provavelmente usou apenas a massa do objeto (500 kg) no cálculo, fazendo 500 x 10 / 1000 = 5, em vez de usar a massa total do sistema após a colisão.
Acreditou que a velocidade do carro não se altera na colisão, como se a velocidade final de 10 m/s fosse a mesma do carro antes do choque, sem considerar que o objeto absorve parte do movimento.
Por que engana: Confundir a conservação da quantidade de movimento com a soma das massas e velocidades, levando a um cálculo incorreto da velocidade inicial.
Calculando, v1 = (500*10)/(1000) + 10 = 15 m/s.
Inverteu a razão entre as massas, calculando 10 x 1000 / 500 = 20, o que mostra confusão sobre quem multiplica e quem divide na conservação da quantidade de movimento.
Imaginou que a colisão aumentaria a velocidade do carro, por intuição, e chegou a 25 m/s sem respeitar a conservação da quantidade de movimento, que exige que o movimento total se mantenha.
Raio-X da questão
conservação da quantidade de movimento
avaliacao
conservação da quantidade de movimento · cálculo de velocidade
Revisar a fórmula da conservação da quantidade de movimento em colisões.
Confundir a conservação da quantidade de movimento com a soma das massas e velocidades, levando a um cálculo incorreto da velocidade inicial.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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