Dois carrinhos colidem perfeitamente de forma inelástica: m1 = 0,50 kg com v1 = 2,00 m/s; m2 = 1,50 kg…
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
Dois carrinhos colidem perfeitamente de forma inelástica: m1 = 0,50 kg com v1 = 2,00 m/s; m2 = 1,50 kg inicialmente em repouso. Usando conservação do momento p = m v, calcule a velocidade final comum v_f (m/s) após a colisão.
- A) v_f = 1,00 m/s, pois a colisão é elástica.
- B) v_f = 0,75 m/s, média das velocidades iniciais.
- C) v_f = 0,50 m/s na direção do movimento inicial de m1.
- D) v_f = 2,00 m/s, resultante da soma dos momentos.
- E) v_f = 1,50 m/s, já que m2 estava em movimento.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. m1 = 0,50 kg com v1 = 2,00 m/s; m2 = 1,50 kg em repouso (v2 = 0). Na colisão perfeitamente inelástica os carrinhos ficam unidos, com velocidade final comum v_f.
- Aplique a conservação do momento linear. O momento total antes da colisão é p_antes = m1 * v1 + m2 * v2 = 0,50 * 2,00 + 1,50 * 0 = 1,00 kg·m/s.
- Após a colisão, a massa total é (m1 + m2) = 0,50 + 1,50 = 2,00 kg, movendo-se com velocidade comum v_f. Logo p_depois = 2,00 * v_f.
- Iguale os momentos: 2,00 * v_f = 1,00, então v_f = 0,50 m/s, no mesmo sentido do movimento inicial de m1. Essa é a alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A: uma colisão perfeitamente inelástica não é elástica e a velocidade não pode aumentar em relação à de m1 ao se juntar um corpo parado. B: a média simples das velocidades ignora as massas, que precisam ser ponderadas pelo momento. D: 2,00 m/s é a velocidade inicial de m1, e a soma dos momentos não se traduz em velocidade sem dividir pela massa total. E: 1,50 m/s é o valor da massa m2, não uma velocidade, e o carrinho em repouso não ganha velocidade maior que a do outro ao colidir.
💡 Dica: Aplique a fórmula da conservação do momento para encontrar a velocidade final.
Alternativa por alternativa
Acredita que a colisão é elástica, o que contraria o enunciado, e supõe que os carrinhos se separam com velocidade maior, como se a energia cinética fosse conservada.
Calcula a média aritmética das velocidades iniciais, ignorando as massas e a conservação do momento linear.
Por que engana: Confundir colisão elástica com inelástica, aplicando a média das velocidades em vez da conservação do momento.
Momento inicial p_i = m1·v1 = 0,50·2,00 = 1,00 kg·m/s. Massa total após choque m_tot = 0,50+1,50 = 2,00 kg. v_f = p_i / m_tot = 1,00 / 2,00 = 0,50 m/s.
Confunde a soma dos momentos com a velocidade final, mantendo o valor de v1 e esquecendo de dividir pela massa total do sistema unido.
Lê o valor da massa m2 (1,50) como se fosse a velocidade final, misturando grandezas diferentes e supondo que o carrinho parado ganha velocidade maior.
Raio-X da questão
conservação do momento
avaliacao
conservação do momento · cálculo de velocidade final
Revisar a conservação do momento em colisões inelásticas.
Confundir colisão elástica com inelástica, aplicando a média das velocidades em vez da conservação do momento.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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