Em um teste de segurança realizado em um sistema metroviário, uma carruagem de massa 30 000 kg estava…

Questão

Em um teste de segurança realizado em um sistema metroviário, uma carruagem de massa 30 000 kg estava inicialmente parada. Outra carruagem, de massa 20 000 kg, aproximou-se dela com velocidade desconhecida. Após a colisão, as duas carruagens ficaram engatadas e passaram a se deslocar juntas, em linha reta, com velocidade de 2,0 m/s. Considere desprezível a ação de forças externas durante o intervalo da colisão. Com base nas informações do texto e utilizando a conservação do momento linear, qual era a velocidade da carruagem de 20 000 kg imediatamente antes da colisão?

1. A) v = 5,0 m/s.
2. B) v = 3,0 m/s.
3. C) v = 6,7 m/s.
4. D) v = 4,0 m/s.
5. E) v = 2,0 m/s.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. Carruagem parada: m1 = 30 000 kg, velocidade inicial 0. Carruagem em movimento: m2 = 20 000 kg, velocidade inicial v (a determinar). Após engatarem, as duas seguem juntas com velocidade final V = 2,0 m/s. A massa total é 30 000 + 20 000 = 50 000 kg.
2. Aplique a conservação do momento linear. O momento total antes da colisão é igual ao momento total depois: m1 × 0 + m2 × v = (m1 + m2) × V.
3. Substitua os valores: 20 000 × v = 50 000 × 2,0 = 100 000. Logo, v = 100 000 / 20 000 = 5,0 m/s.
4. Conclusão. A velocidade da carruagem de 20 000 kg antes da colisão era 5,0 m/s, o que corresponde à alternativa A, igual ao gabarito oficial.
5. Por que as outras estão erradas. A alternativa B (3,0 m/s) inverteu a razão entre as massas. A alternativa C (6,7 m/s) resulta de uma divisão feita com massa incorreta. A alternativa D (4,0 m/s) surge se a massa total for tomada como 40 000 kg. A alternativa E (2,0 m/s) confunde a velocidade final com a inicial, ignorando que a massa da carruagem parada aumenta o sistema.

💡 Dica: Aplique a fórmula da conservação do momento linear.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Em um teste de segurança realizado em uma pista horizontal, um carro de massa 600 kg desloca-se a 20 m/s e colide com…
• Em uma linha férrea, dois trens se deslocam no mesmo sentido e colidem em um trecho retilíneo. Antes da colisão, o trem…
• Durante uma simulação de colisão realizada por uma equipe de segurança viária, considerou-se que um ônibus de 3 000 kg…
• Em um ensaio controlado para avaliar sistemas de segurança veicular, um caminhão de massa 2 000 kg desloca-se em linha…
• Em uma aula de Física, estudantes analisaram uma colisão entre dois carrinhos sobre um trilho horizontal, desprezando o…
• Em uma atividade de Física realizada em uma escola pública, dois carrinhos deslizam sobre um trilho horizontal de baixo…

Todas as questões de Transformações e Conservações em Sistemas