Em uma demonstração de segurança viária, dois carrinhos de teste colidem com barreiras que os fazem parar. O…
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
Em uma demonstração de segurança viária, dois carrinhos de teste colidem com barreiras que os fazem parar. O carrinho A tem massa de 0,50 kg e chega à barreira a 4,0 m/s; o carrinho B tem massa de 1,0 kg e chega a 2,0 m/s. Nos dois casos, a velocidade final é zero. Observe o esquema das duas colisões. Considerando a variação da quantidade de movimento de cada carrinho durante a colisão, como se comparam os módulos dos impulsos recebidos?
- A) O carrinho B recebe impulso de módulo maior, pois sua variação de quantidade de movimento inclui a velocidade de chegada e a velocidade de parada.
- B) O carrinho A recebe impulso de módulo maior, pois sua quantidade de movimento inicial é calculada com uma velocidade de 6,0 m/s.
- C) Os dois carrinhos recebem impulsos de mesmo módulo, pois suas quantidades de movimento iniciais têm o mesmo módulo e ambos param.
- D) O carrinho B recebe impulso de módulo maior, pois a colisão aumenta sua quantidade de movimento antes de fazê-lo parar.
- E) O carrinho A recebe impulso de módulo maior, pois sua quantidade de movimento varia mais durante a colisão.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- O impulso recebido tem módulo igual ao módulo da variação da quantidade de movimento: |I| = |Δp|.
- Para o carrinho A, a quantidade de movimento inicial tem módulo 0,50 × 4,0 = 2,0 kg·m/s. Para o carrinho B, tem módulo 1,0 × 2,0 = 2,0 kg·m/s.
- Como ambos param, a quantidade de movimento final é zero. Assim, a variação de quantidade de movimento tem módulo 2,0 kg·m/s para cada carrinho, e os impulsos têm o mesmo módulo. A alternativa C está correta.
- A está errada porque a velocidade final zero não deve ser somada à velocidade inicial; a variação é calculada pela diferença entre as quantidades de movimento final e inicial. B está errada porque usa 6,0 m/s, valor que não consta no enunciado. D está errada porque a colisão não aumenta a quantidade de movimento do carrinho B: ele chega em movimento e para. E está errada porque as variações têm módulos iguais, não maiores para A.
💡 Dica: Calcule o módulo de p inicial para cada carrinho e use p final igual a zero.
Alternativa por alternativa
O aluno soma as velocidades de chegada e de parada para calcular a variação da quantidade de movimento, em vez de comparar os estados inicial e final por uma diferença.
O aluno usa 6,0 m/s como velocidade inicial do carrinho A, embora o enunciado informe 4,0 m/s.
O impulso corresponde à variação da quantidade de movimento. Para A, o módulo inicial é 0,50 × 4,0 = 2,0 kg·m/s; para B, é 1,0 × 2,0 = 2,0 kg·m/s. Como ambos param, os módulos das variações - e, portanto, dos impulsos - são iguais.
O aluno interpreta que a colisão aumenta a quantidade de movimento de B, quando o carrinho perde sua quantidade de movimento até parar.
Por que engana: Comparar apenas massas ou velocidades, sem considerar o produto mv e a parada dos carrinhos.
O aluno conclui que A sofre uma variação maior sem comparar os produtos massa × velocidade: ambos têm quantidade de movimento inicial de módulo 2,0 kg·m/s.
Raio-X da questão
Impulso e variação da quantidade de movimento
fixacao
Quantidade de movimento: p = mv · Variação entre quantidade de movimento inicial e final
Teorema do impulso e quantidade de movimento
Comparar apenas massas ou velocidades, sem considerar o produto mv e a parada dos carrinhos.
Segurança no trânsito
cotidiano
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