Exercícios Resolvidos de Colisões Inelásticas

Hugh D. Young e Roger A. Freedman, Física I – Mecânica, 10a ed. São Paulo: Addison Wesley, 2003, pp. 276–17

Sobre uma mesa de ar horizontal sem atrito, o disco de hóquei A   (com massa igual a 0,250   k g ) se desloca de encontro ao disco de hóquei B (com massa igual a 0,350   k g ), que inicialmente está em repouso. Depois da colisão o disco de hóquei A   possui velocidade igual a 0,120   m / s da direita para a esquerda e o disco de hóquei B possui velocidade igual a 0,650   m / s da esquerda para a direita. a   Qual era a velocidade do disco de hóquei A antes da colisão? b Calcule a variação da energia cinética total do sistema ocorrida durante a colisão.

Passo 1

Como o problema não diz qual é o tipo de colisão, só podemos dizer que o momento linear do sistema se conserva. Sendo assim vamos usar a equação

p 0 = p f

m A . v A 0 + m B . v B 0 = m A . v A f + m B . v B f

Não precisamos usar a fórmula vetorial, pois o movimento é unidimensional

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

a Para descobrir a velocidade inical do disco A ,   v A 0 , basta substituir os valores dado pelo enunciado na equação acima

0,250 . v A 0 + 0 = 0,250 . - 0,120 + 0,350 . 0,650

v A 0 = 0,79   m / s

Positivo, o que significa que o disco A   inicialmente se locomovia da esquerda para a direita

Passo 3

b     A enercia cinética inicial K 0 é dada por

K 0 = 1 2 . m A . v A 0 2

K 0 = 1 2 . 0,250 . 0,79 2

K 0 = 0,078   J

Já a energia cinética final K f é dada por

K f =   1 2 . m A . v A f 2 + 1 2 . m B . v B f 2

K f = 1 2 . 0,250 . 0,12 2 + 1 2 . 0,350 . 0.650 2

K f = 0,076   j

Passo 4

Agora podemos fazer a variação de energia cinética

Δ K = K f - K 0

Δ K = 0,076 - 0,078

Δ K = - 0,002   J

Resposta

a   v A 0 = 0,79   m / s

b   Δ K = - 0,002   J  

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