Dois carrinhos colidem e se unem: m1 = 2 kg com v1 = +3 m/s e m2 = 3 kg com v2 = -2 m/s. Usando conservação do…
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 se unem: m1 = 2 kg com v1 = +3 m/s e m2 = 3 kg com v2 = -2 m/s. Usando conservação do momento linear, determine a velocidade comum após a colisão.
- A) 3 m/s
- B) +1 m/s
- C) +2 m/s
- D) 0 m/s
- E) -1 m/s
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. m1 = 2 kg com v1 = +3 m/s e m2 = 3 kg com v2 = -2 m/s. Como os carrinhos se unem, formam um único corpo de massa total 2 + 3 = 5 kg com velocidade comum v.
- Calcule o momento linear total antes da colisão. p1 = 2 x (+3) = +6 kg.m/s e p2 = 3 x (-2) = -6 kg.m/s. Somando, p_total = +6 + (-6) = 0.
- Aplique a conservação do momento linear. O momento total depois da colisão é igual ao de antes: (m1 + m2) x v = 0, ou seja, 5 x v = 0. Logo, v = 0 m/s.
- Conclusão. A velocidade comum após a colisão é 0 m/s, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Os carrinhos ficam parados juntos.
- Por que as outras estão erradas: A) 3 m/s ignora o carrinho 2 e o momento de sentido contrário; B) +1 m/s é a soma simples das velocidades sem considerar as massas; C) +2 m/s resulta de dividir o momento de m1 pela massa de m2; E) -1 m/s surge de cálculo com sinal ou massas trocadas, incompatível com o momento total nulo.
💡 Dica: Aplique a fórmula da conservação do momento linear.
Alternativa por alternativa
Acredita que o carrinho mais pesado ou o primeiro carrinho mantém sua velocidade após a colisão, ignorando o segundo corpo e o momento de sentido oposto.
Soma as velocidades diretamente (3 + (-2) = 1) sem ponderar pelas massas, tratando a conservação do momento como se fosse conservação de velocidade.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção dos vetores de velocidade, resultando em um cálculo incorreto da velocidade final após a colisão.
Calcula apenas o momento de um dos carrinhos (6) e divide por apenas uma das massas (3), esquecendo que a massa total após a união é 5 kg e que o momento do segundo carrinho deve entrar na soma.
Momento inicial = m1 v1 + m2 v2 = 2·3 + 3·(-2) = 6 - 6 = 0. Como o momento linear total se conserva, a velocidade comum final é 0 m/s.
Erra o sinal de uma das velocidades ao montar a soma dos momentos, ou inverte as massas nos produtos, o que altera o resultado e produz um valor negativo sem coerência com o momento total nulo.
Raio-X da questão
conservação do momento linear
avaliacao
conservação do momento linear · cálculo de velocidade média
Revisar a fórmula da conservação do momento linear em colisões.
O aluno pode confundir a direção dos vetores de velocidade, resultando em um cálculo incorreto da velocidade final após a colisão.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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