Dois carrinhos realizam uma colisão perfeitamente inelástica: m1 = 2,0 kg com v1 = 3,0 m/s colide com m2 = 4,0…
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 realizam uma colisão perfeitamente inelástica: m1 = 2,0 kg com v1 = 3,0 m/s colide com m2 = 4,0 kg em repouso. Determine a velocidade comum após a colisão.
- A) A velocidade comum após a colisão é 0,5 m/s.
- B) A velocidade comum após a colisão é 3,0 m/s.
- C) Velocidade comum após colisão = 1,0 m/s.
- D) A velocidade comum após a colisão é 4,0 m/s.
- E) A velocidade comum após a colisão é 2,0 m/s.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o princípio aplicável. Em uma colisão perfeitamente inelástica, os carrinhos ficam unidos após o choque e a quantidade de movimento total do sistema se conserva.
- Calcule a quantidade de movimento antes da colisão. Apenas o carrinho 1 está em movimento: p = m1 x v1 = 2,0 x 3,0 = 6,0 kg.m/s. O carrinho 2 está em repouso, logo contribui com zero.
- Calcule a massa total após a colisão, pois os carrinhos seguem juntos: M = m1 + m2 = 2,0 + 4,0 = 6,0 kg.
- Aplique a conservação da quantidade de movimento: 6,0 = 6,0 x v, portanto v = 1,0 m/s.
- Conclusão. A velocidade comum é 1,0 m/s, o que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial. A alternativa A (0,5 m/s) está errada porque despreza a massa do carrinho 1. A alternativa B (3,0 m/s) está errada porque ignora a massa do carrinho 2 e a conservação. A alternativa D (4,0 m/s) está errada porque não há aumento de velocidade em uma colisão inelástica com um alvo parado. A alternativa E (2,0 m/s) está errada porque divide o momento total por um valor incorreto.
💡 Dica: Use a conservação da quantidade de movimento para resolver.
Alternativa por alternativa
Calculou v1 dividido pela massa total (3,0 / 6,0 = 0,5), esquecendo de multiplicar v1 pela massa m1 antes de dividir pela massa total.
Por que engana: Confundir a fórmula da conservação da quantidade de movimento, aplicando incorretamente as massas ou velocidades.
Acredita que o carrinho em movimento mantém sua velocidade original após bater no outro, como se a massa do carrinho em repouso não influenciasse o resultado.
Conservação do momento: m1·v1 + m2·v2 = (m1+m2)·v ? v=(2·3+4·0)/(2+4)=6/6=1,0 m/s.
Multiplicou as massas e as velocidades (2,0 x 3,0 x 4,0 = 24) e depois dividiu por 6, obtendo 4,0 m/s; confunde o produto dos dados com a quantidade de movimento total.
Calculou corretamente a quantidade de movimento total (6,0), mas dividiu por um valor errado (3,0), como se a massa total fosse 3 kg em vez de 6 kg.
Raio-X da questão
colisão inelástica
avaliacao
conservacao da quantidade de movimento · colisoes inelasticas
Revisar a conservação da quantidade de movimento em colisões.
Confundir a fórmula da conservação da quantidade de movimento, aplicando incorretamente as massas ou velocidades.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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