Uma massa de 2 kg desloca-se a 6 m/s e colide frontalmente com outra massa de 3 kg inicialmente em repouso. Se…
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
Uma massa de 2 kg desloca-se a 6 m/s e colide frontalmente com outra massa de 3 kg inicialmente em repouso. Se as massas permanecem presas após a colisão, qual é a velocidade final do conjunto?
- A) v = 4 m/s
- B) v = (2·6)/(2+3) = 12/5 = 2,4 m/s.
- C) v = 1.2 m/s
- D) v = 3 m/s
- E) v = 5 m/s
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de colisão. As massas ficam presas após o choque, então a colisão é perfeitamente inelástica. Nesse caso, conserva-se a quantidade de movimento total do sistema.
- Calcule a quantidade de movimento antes da colisão. Só a massa de 2 kg está em movimento, então p_inicial = 2 x 6 = 12 kg·m/s. A massa de 3 kg está em repouso e não contribui.
- Após a colisão, as duas massas se movem juntas com velocidade v, e a massa total é 2 + 3 = 5 kg. Logo, p_final = 5 x v.
- Iguale as quantidades de movimento: 5 x v = 12, então v = 12/5 = 2,4 m/s. Essa é a alternativa B.
- Por que as outras estão erradas. A (4 m/s) divide 12 pela massa de 3 kg, ignorando a massa total. C (1,2 m/s) divide 6 pela soma das massas, esquecendo de multiplicar a massa de 2 kg. D (3 m/s) divide 6 pela massa de 2 kg, desprezando a massa do outro corpo. E (5 m/s) soma as massas como se fosse a velocidade final, o que não tem sentido físico.
- O gabarito B está correto e coincide com a resolução independente.
💡 Dica: Use a conservação da quantidade de movimento para resolver.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula 12/3 e obtém 4 m/s, dividindo a quantidade de movimento pela massa de 3 kg, que estava em repouso, em vez da massa total de 5 kg.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da conservação da quantidade de movimento, aplicando incorretamente a soma das massas ou a velocidade inicial.
Conservação da quantidade de movimento: m1 v1 + m2 v2 = (m1+m2) v; com m2 v2 = 0, v = 12/5 = 2,4 m/s.
O aluno divide a velocidade inicial de 6 m/s pela soma das massas (6/5 = 1,2) e esquece que apenas a massa de 2 kg transporta quantidade de movimento, ou seja, não multiplica pela massa em movimento.
O aluno calcula 6/2 = 3 m/s, interpretando que a velocidade final é a inicial dividida pela massa do primeiro corpo, como se o segundo corpo não participasse da colisão.
O aluno soma as massas (2 + 3 = 5) e obtém 5 m/s, confundindo o valor da massa total com a velocidade final, sem aplicar a conservação da quantidade de movimento.
Raio-X da questão
conservação da quantidade de movimento
avaliacao
conservação da quantidade de movimento · cálculo de velocidade média
Revisar a fórmula da conservação da quantidade de movimento em colisões.
O aluno pode confundir a fórmula da conservação da quantidade de movimento, aplicando incorretamente a soma das massas ou a velocidade inicial.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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