Dois patinadores, A com m_A = 60 kg e B com m_B = 80 kg, afastam-se mutuamente a partir do repouso. Durante o…

Questão

Dois patinadores, A com m_A = 60 kg e B com m_B = 80 kg, afastam-se mutuamente a partir do repouso. Durante o contato, a força média que A exerce sobre B é F = 120 N e a duração do contato é ?t = 0,50 s. Usando ação e reação e impulso J = F·?t, determine as velocidades finais de A e B (m/s) e indique direções relativas.

1. A) Ambos patinadores se movem para o mesmo lado após o contato.
2. B) As velocidades finais são v_A = 1,5 m/s e v_B = 1,0 m/s.
3. C) v_A = 1,0 m/s (para um lado); v_B = 0,75 m/s (oposto a v_A).
4. D) Patinador A tem massa de 80 kg e B de 60 kg.
5. E) A força média exercida era de 90 N.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Calcule o impulso sobre cada patinador. O impulso e J = F·Δt = 120 N × 0,50 s = 60 N·s. Pela ação e reação, a força que B exerce sobre A tem mesmo módulo (120 N) e sentido oposto, então A também recebe impulso de módulo 60 N·s, em sentido contrário ao de B.
2. Aplique o teorema do impulso, J = m·Δv, partindo do repouso. Para A: v_A = 60 / 60 = 1,0 m/s. Para B: v_B = 60 / 80 = 0,75 m/s.
3. Verifique pela conservação da quantidade de movimento. Como o sistema parte do repouso, o momento total final deve ser zero: 60 × 1,0 = 60 kg·m/s para A e 80 × 0,75 = 60 kg·m/s para B, em sentidos opostos. Os módulos são iguais e os sentidos são contrários, o que confirma o resultado.
4. Direções relativas. Como os patinadores se afastam mutuamente, A e B se movem em sentidos opostos. Por isso a alternativa C é a correta, e ela coincide com o gabarito oficial.
5. Por que as outras estão erradas. A: os patinadores se afastam, então é impossível que se movam para o mesmo lado, já que o momento total inicial é nulo. B: os valores 1,5 m/s e 1,0 m/s não conservam o momento (60 × 1,5 = 90 e 80 × 1,0 = 80, valores diferentes). D: inverte as massas dadas no enunciado (A tem 60 kg e B tem 80 kg). E: a força média dada no enunciado é 120 N, e não 90 N.

💡 Dica: Calcule o impulso e aplique a conservação do momento linear.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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