Um canhão é montado firmemente sobre um carrinho com rodas sem atrito, que está inicialmente em repouso em uma superfície horizontal lisa. O canhão dispara uma bala para a direita com uma velocidade v b , que é então capturada por um anteparo firmemente preso ao carrinho. Podemos afirmar que a velocidade final v do sistema (constituído pelo carrinho+anteparo+canhão+bala) é:

  1. v   >   v b , para a esquerda.
  2. v   >   v b , para a direita.
  3. v   =   0 .
  4. v   <   v b , para a esquerda.
  5. v   <   v b , para a direita.

Passo 1

Cara... Anota uma coisa aí no seu caderno de estudos: toda vez que um problema vier de velocidade inicial de um objeto e depois te pedir a velocidade final de alguma outra coisa (tipo a velocidade final do sistema v como é pedido aqui) é porque provavelmente é uma questão que se resolve por conservação da quantidade de movimento linear.

Essa teoria maravilhosa aí nos afirma que se não tiver ação de uma força externa, o momento ∆ p → se conserva, isto é...

∆ p s i s t e m a i n i c i a l = ∆ p s i s t e m a f i n a l

E vamos usar isso para encontrar a velocidade pedida, ta legal?

Passo 2

Cara, queremos saber qual é a velocidade v f i n a l do sistema, e pela teoria...

∆ p = m v

Onde m é a massa do que você estiver analisando. Então se estamos analisando o sistema, m = m s i s t e m a . Então...

∆ p s i s t e m a i n i c i a l = m s i s t e m a v s i s t e m a i n i c i a l

E para o momento final...

∆ p s i s t e m a f i n a l = m s i s t e m a v s i s t e m a f i n a l

Onde v s i s t e m a i n i c i a l é a velocidade inicial do sistema e v s i s t e m a f i n a l é a velocidade final do sistema (que o problema está chamando de simplesmente v )...

m s i s t e m a v s i s t e m a i n i c i a l = m s i s t e m a   v

Agora vamos analisar essa equação com mais detalhes, pode ser?

Passo 3

Cara! Molha que interessante, o problema nos disse que o sistema...

Antes de a bolinha sair (ou seja, inicialmente) estava parado! O que ele quer dizer com isso? Ele quer dizer que a velocidade inicial do sistema é 0 ...

v s i s t e m a i n i c i a l = 0

Então, por conservação do momento linear...

m s i s t e m a v s i s t e m a i n i c i a l = m s i s t e m a   v →

m s i s t e m a 0 = m s i s t e m a   v   →

m s i s t e m a   v = 0

Como a massa do sistema não pode ser 0 ...

v = 0

Ou seja, a velocidade final do sistema é 0 independente da velocidade do canhão, saca?! Ele colocou a bala ali só para confundir mesmo, porque o que importa para o problema é o sistema e não a bala rsrs.

Resposta

Letra C.

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