Dois carrinhos colidem e ficam presos. Carrinho A: m1 = 2,00 kg com v1 = 3,00 m/s; Carrinho B: m2 = 1,00 kg em…
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 e ficam presos. Carrinho A: m1 = 2,00 kg com v1 = 3,00 m/s; Carrinho B: m2 = 1,00 kg em repouso. Usando conservação da quantidade de movimento p = m v, determine a velocidade final v_f do sistema combinado.
- A) v_f = 1,5 m/s
- B) v_f = 6,0 m/s
- C) v_f = (m1 v1 + m2 v2)/(m1+m2) = (2,00·3,00+1,00·0)/3,00 = 2,00 m/s.
- D) v_f = 3,0 m/s
- E) v_f = 4,0 m/s
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Carrinho A: m1 = 2,00 kg com v1 = 3,00 m/s. Carrinho B: m2 = 1,00 kg em repouso, logo v2 = 0. Os carrinhos ficam presos, formando um único corpo de massa total 3,00 kg. Passo 2: Aplique a conservação da quantidade de movimento. A quantidade de movimento total antes da colisão é p = m1·v1 + m2·v2 = 2,00·3,00 + 1,00·0 = 6,00 kg·m/s. Passo 3: Após a colisão, o sistema combinado tem a mesma quantidade de movimento total: (m1 + m2)·v_f = 6,00 kg·m/s. Passo 4: Isole v_f: v_f = 6,00 / 3,00 = 2,00 m/s. Passo 5: Comparação com o gabarito. A alternativa C traz exatamente a fórmula v_f = (m1·v1 + m2·v2)/(m1 + m2) e o resultado 2,00 m/s, que é o valor que obtive por conta própria, então o gabarito está correto. Por que as outras estão erradas: A (1,5 m/s) não corresponde a nenhuma divisão coerente da quantidade de movimento total pela massa total; B (6,0 m/s) é apenas a quantidade de movimento total, sem dividir pela massa; D (3,0 m/s) suporia que a velocidade do carrinho A não muda, o que contraria a conservação da quantidade de movimento com a massa adicional do carrinho B; E (4,0 m/s) não resulta de nenhuma operação correta com os dados do enunciado.
💡 Dica: Aplique a fórmula da conservação da quantidade de movimento.
Alternativa por alternativa
Provavelmente dividiu a quantidade de movimento total (6,00 kg·m/s) apenas pela massa do carrinho A (2,00 kg), esquecendo que a massa do carrinho B também passa a fazer parte do sistema.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da conservação da quantidade de movimento, aplicando incorretamente os valores de massa e velocidade.
Provavelmente calculou apenas a quantidade de movimento total (6,00 kg·m/s) e a tomou como velocidade final, sem dividir pela massa total do sistema combinado.
Em colisão perfeitamente inelástica o impulso total se conserva: m1 v1 + m2 v2 = (m1+m2) v_f; isolando v_f obtém-se 2,00 m/s.
Provavelmente acreditou que a velocidade do carrinho A permanece inalterada após a colisão, ignorando que a massa do carrinho B em repouso passa a ser arrastada e reduz a velocidade do conjunto.
Provavelmente cometeu erro de cálculo ao montar a divisão, por exemplo dividindo 6,00 por uma massa total errada (1,50 kg), o que leva a 4,00 m/s.
Raio-X da questão
conservação da quantidade de movimento
avaliacao
conservação da quantidade de movimento · cálculo de velocidade média
Revisar a fórmula da quantidade de movimento e suas aplicações.
O aluno pode confundir a fórmula da conservação da quantidade de movimento, aplicando incorretamente os valores de massa e velocidade.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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