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Exercícios Resolvidos de Colisões Elásticas

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Enunciado

Livro Halliday, Volume 1, 8ª edição, Capítulo 9, Seção 10, Exercício 66

(Cap 9 – Ex 66) Uma bola de aço de massa 0,500   k g está presa em uma extremidade de uma corda de 70,0   c m de comprimento. A outra extremidade está fixa. A bola é liberada quando a corda está na horizontal (Fig. 9-68). Na parte mais baixa da trajetória, a bola se choca com um bloco de metal de 2,50   k g inicialmente em repouso sobre uma superfície sem atrito. A colisão é elástica. Determine

(a) a velocidade escalar da bola e

(b) a velocidade escalar do bloco, ambas imediatamente após a colisão.

Passo 1

Faala, meu povo! Tudo bem com vocês? Partiu resolver mais um exercício?

Bom pessoal, em primeiro lugar, calcularemos a velocidade v   da bola imediatamente antes da colisão, ou seja, no ponto mais baixo da trajetória.

De acordo com a lei de conservação da energia mecânica, temos que :

m 1 g h = m 1 v 2 2

v = 2 g h = 3,7 m / s

Vamos agora analisar a colisão elástica usando a relação :

v 1 f = m 1 - m 2 m 1 + m 2 v = 0,5 k g - 2,5 k g 0,5 k g + 2,5 k g 3,7 m s = - 2,47 m s

o que significa que a velocidade escalar final da bola é 2,47   m / s .

Passo 2

Finalmente, para calcularmos a velocidade final do bloco, usaremos a fórmula:

v 2 f = 2 m 1 m 1 + m 2 v = 2 0,5 k g 0,5 k g + 2,5 k g 3,7 m s = 1,23 m / s

Fala sério! A física é a melhor matéria do mundoooo!

Para essa questão é isso pessoal! Bora resolver mais uma?

Resposta

(a) v 1 f = 2,47 m s

(b) v 2 f = 1,23 m s

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