Um carrinho de massa 2,0 kg desloca-se a 4,0 m/s e colide plasticamente com outro de 3,0 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 carrinho de massa 2,0 kg desloca-se a 4,0 m/s e colide plasticamente com outro de 3,0 kg inicialmente em repouso. Após a colisão ambos seguem juntos. Determine a velocidade comum imediatamente após o choque.
- A) 1.6 m/s na direção do movimento inicial do carrinho de 2,0 kg.
- B) A velocidade final é 3,0 m/s na direção do 3,0 kg.
- C) A velocidade após o choque é 0 m/s.
- D) A velocidade após a colisão é 4,0 m/s na mesma direção do 2,0 kg.
- E) A velocidade após a colisão é 2,0 m/s na direção oposta.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Carrinho 1: m1 = 2,0 kg e v1 = 4,0 m/s. Carrinho 2: m2 = 3,0 kg e v2 = 0 (em repouso). Após o choque plástico, os dois seguem juntos com uma velocidade comum V. Passo 2: Em uma colisão, o sistema dos dois carrinhos conserva a quantidade de movimento total, pois as forças trocadas no choque são internas ao sistema. Assim, a quantidade de movimento antes do choque é igual à depois. Passo 3: Antes do choque: 2,0 x 4,0 + 3,0 x 0 = 8,0 kg m/s. Depois do choque: (2,0 + 3,0) x V = 5,0 V. Passo 4: Igualando: 5,0 V = 8,0, então V = 8,0 / 5,0 = 1,6 m/s, no mesmo sentido do movimento inicial do carrinho de 2,0 kg. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa B confunde a massa de 3,0 kg com uma velocidade; a C supõe que o choque anula o movimento, o que contraria a conservação da quantidade de movimento; a D ignora a massa do segundo carrinho, como se ele não alterasse o conjunto; a E inverte o sentido do movimento, o que exigiria uma quantidade de movimento negativa sem nenhuma causa no enunciado. Gabarito oficial A confirmado.
💡 Dica: Use a conservação da quantidade de movimento para resolver.
Alternativa por alternativa
Conservação da quantidade de movimento: m1·v1 + m2·v2 = (m1+m2)·v_final. v_final = (2,0·4,0 + 3,0·0)/(5,0) = 1,6 m/s.
O aluno provavelmente tomou o valor da massa do segundo carrinho (3,0 kg) como se fosse a velocidade final, ou supôs que o carrinho mais pesado é quem determina a velocidade do conjunto.
Por que engana: Confundir a direção do movimento após a colisão, acreditando que a velocidade final é a mesma do objeto mais pesado.
O aluno acha que, após a colisão, os carrinhos param, como se o choque destruísse todo o movimento; não percebe que a quantidade de movimento se conserva e é distribuída pelo conjunto.
O aluno supõe que a velocidade do conjunto continua igual à do carrinho que se movia, ignorando que a massa total aumentou para 5,0 kg e que a quantidade de movimento deve ser dividida por essa massa total.
O aluno imagina que o carrinho mais leve recua após a colisão, invertendo o sentido do movimento; além disso, o valor 2,0 m/s não corresponde a nenhuma conta com os dados, já que a conservação da quantidade de movimento exige o mesmo sentido inicial.
Raio-X da questão
conservação da quantidade de movimento
avaliacao
conservação da quantidade de movimento · cálculo de velocidade média
Revisar a conservação da quantidade de movimento em colisões.
Confundir a direção do movimento após a colisão, acreditando que a velocidade final é a mesma do objeto mais pesado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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