Exercícios Resolvidos de Colisões Elásticas

Dois blocos de massas iguais deslizam sobre uma superfície horizontal de maneira que o atrito entre eles e a superfície é desprezível. O movimento acontece na presença do campo gravitacional terrestre. Os módulos das velocidades iniciais dos blocos são tais que v 1 i   =   2 v 2 i . O bloco 2 carrega consigo uma mola (ver figura abaixo) de constante elástica k cuja massa é desprezível.

No instante em que a compressão da mola é máxima, podemos afirmar que

( a ) o momento linear total é idêntico ao da situação inicial mas a energia cinética não.

( b ) o momento linear total é idêntico ao da situação inicial e a energia cinética também.

( c ) o momento linear total não é idêntico ao da situação inicial mas a energia mecânica sim.

( d ) o momento linear total não é idêntico ao da situação inicial e a energia potencial elástica aumentou.

( e ) nenhuma das outras alternativas.

Passo 1

Essa é uma boa questão para nos enganarmos, então vamos ficar ligado.

Como não a nenhuma força dissipativa, como o atrito, então há conservação de energia mecânica, pelo menos até ocorrer a colisão.

Mas pensando bem, o fato do bloco 2 ter uma mola ideal (sem massa) nos garante que a colisão será elástica e por isso haverá conservação de energia cinética entre a energia cinética antes e DEPOIS da colisão.

Por que o “depois” está em destaque? Porque essa é a pegadinha da questão, pois a questão nos pergunta sobre o momento em que a colisão está ocorrendo, nem antes e nem depois.

Se ela perguntasse após a colisão a alternativa b estaria correta, pois após uma colisão elástica a energia cinética e o momento linear se conservam.

Mas no momento perguntado, a mola está comprimida no máximo, ou seja, ela está com o máximo de energia potencial acumulada.

Energia essa que só pode ter vindo da energia cinética. E por isso no momento perguntado a energia cinética variou sim, pois ela se transformou em energia potencial elástica. E como em qualquer colisão o momento linear se conserva. Então a alternativa correta é a a .

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Resposta

Alternativa a

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