Dois vagões acoplados colidem frontalmente e ficam unidos. O vagão A tem massa 5000 kg e velocidade +3 m/s; o…

Questão

Dois vagões acoplados colidem frontalmente e ficam unidos. O vagão A tem massa 5000 kg e velocidade +3 m/s; o vagão B tem massa 3000 kg e velocidade -5 m/s. Determine a velocidade final do conjunto após a colisão (colisão perfeitamente inelástica).

1. A) A fórmula correta é p = m + v, portanto a quantidade é 1,2×10^3 kg·s.
2. B) A quantidade de movimento é 1,2×10^4 kg·m/s, pois a velocidade é 10 m/s.
3. C) vf = (mA·vA + mB·vB)/(mA+mB) = (5000·3 + 3000·(-5))/8000 = 0 m/s
4. D) A quantidade de movimento é 2,4×10^3 kg·m/s, pois calculei apenas a massa.
5. E) A quantidade de movimento é zero, pois ele está parado.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Resolvi por conta própria. A quantidade de movimento de cada vagão é p = m·v. Para o vagão A: 5000 × 3 = 15000 kg·m/s. Para o vagão B: 3000 × (-5) = -15000 kg·m/s, pois o sinal negativo indica o sentido oposto. Passo 2: Na colisão perfeitamente inelástica, a quantidade de movimento total se conserva. O total inicial é 15000 + (-15000) = 0. Passo 3: Depois da colisão, os vagões formam um só corpo de massa 5000 + 3000 = 8000 kg com velocidade vf. Então 8000 × vf = 0, logo vf = 0 m/s. Passo 4: Comparei com o gabarito oficial, que é C, e confirmo que a alternativa C está correta, com a expressão (5000·3 + 3000·(-5))/8000 = 0 m/s. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A usa soma (m + v) em vez de produto (m·v) e a unidade kg·s não corresponde à quantidade de movimento. B ignora o sinal negativo da velocidade do vagão B e soma os módulos, o que não representa o resultado da conservação. D considera apenas a massa e ignora a velocidade, o que não serve para calcular a quantidade de movimento. E confunde o total do sistema com o repouso: o momento total inicial é zero por cancelamento de dois momentos opostos, e os vagões estavam em movimento antes da colisão.

💡 Dica: Aplique a conservação da quantidade de movimento para resolver.

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Raio-X da questão

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