6) Uma haste delgada e homogênea de comprimento L e massa M que se encontra inicialmente em repouso em uma mesa é atingida ortogonalmente a uma distância d de seu centro por um pequeno disco de massa M/3 que fica a ela aderido após a colisão. Não existindo atrito com a mesa, podemos afirmar que nesse processo de colisão no sistema formado pela haste e o disco não será conservado(a):

  1. Momento linear do sistema.
  2. Momento angular do sistema em relação ao centro de massa do sistema.
  3. Momento angular do sistema em relação ao centro de da barra.
  4. Todas as quantidades mencionadas se conservam.
  5. Energia mecânica do sistema.

Passo 1

Fala aí, galerinhaa! Tudo certo??Esse problema nos dá uma colisão entre um disco e uma haste e pede quais grandezas se conservam nesse movimento. A ideia aqui é analisar cada propriedade do movimento e ver o que dá para a gente concluir!

A primeira coisa que podemos observar é que ele fala que o disco gruda na haste depois da colisão, isso aqui a gente já percebe que se trata de uma colisão totalmente inelástica. A única coisa que a gente já pode descartar é que nesse tipo de colisão a energia mecânica não se conserva, mas o momento linear se conserva! Beleza?

Passo 2

Olha só, como não tem atrito na superfície em que os objetos estão apoiados e, nesse caso, as forças peso se cancelam com a normal, não temos força externa resultante. Opa! Se não temos F e x t , o torque resultante também é nulo e aí temos a conservação do momento angular! Só que esse momento angular é medido em relação a qual ponto?Nossa última observação é que como não há forças externas, o movimento do centro de massa não se altera. Quando temos isso, temos que o momento angular não depende do ponto de referência!Juntando tudo isso temos que as grandezas que se conservam são:

  • O momento linear do sistema
  • O momento angular do sistema (aqui ele pode ser em relação a qualquer ponto)

Com isso a gente resolve essa questão 😊 Vamos para a próxima?

Resposta

(e) Energia mecânica do sistema.

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