Um projétil de massa m = 0,0200 kg é disparado e fica preso em um bloco de massa M = 1,20 kg inicialmente 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
Um projétil de massa m = 0,0200 kg é disparado e fica preso em um bloco de massa M = 1,20 kg inicialmente em repouso. Após a colisão, o conjunto sobe até h = 0,20 m. Adote g = 10 m/s². Determine a velocidade inicial do projétil (m/s). Use conservação do momento no impacto e conversão de energia após.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Após a colisão inelástica, velocidade imediata do conjunto V satisfaz ½(M+m)V² = (M+m)g h ? V = sqrt(2 g h) = sqrt(2·10·0,20)=2,00 m/s. Pela conservação do momento no impacto: m v = (M+m) V ? v = (M+m)/m · V = 1,22/0,02 · 2,00 = 122 m/s. Logo, v = 122 m/s.
Explicação
A velocidade do conjunto após a colisão é determinada pela conversão da energia potencial em energia cinética, utilizando a altura máxima alcançada. Em seguida, aplicando a conservação do momento linear, é possível calcular a velocidade inicial do projétil, considerando a relação entre as massas e a velocidade do conjunto. Assim, a resposta obtida reflete a combinação das leis da física que regem o movimento e a energia.
Raio-X da questão
conservação do momento
avaliacao
conservação do momento · conversão de energia
Revisar as leis de conservação de momento e energia em colisões.
O aluno pode confundir a conservação do momento com a conservação de energia, aplicando incorretamente as fórmulas de cada conceito.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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