7) Uma partícula de massa m colide com uma parede vertical fixa e lisa. A partícula incide com velocidade de módulo v fazendo um ângulo θ com a parede e emerge também com velocidade de módulo v fazendo um ângulo θ com a parede, como indica a figura.

Sobre essa situação, são realizadas as seguintes afirmativas:

  1. Como a colisão é elástica, o impulso da parede sobre a partícula é nulo.
  2. Considerando o sistema formado somente pela partícula, apenas a componente horizontal do momento linear se conserva na colisão.
  3. A força média da parede sobre a partícula é horizontal.

São VERDADEIRAS apenas:

(a) III

(b) I

(c) Todas

(d) Nenhuma

(e) II

Passo 1

Fala aí, galerinha!!

A situação que o problema nos dá é de uma colisão de uma partícula de massa m com a parede. Nessa situação a gente percebe que como a partícula sai fazendo o mesmo ângulo que entrou e o módulo da velocidade v não se altera, temos que a componente vertical da velocidade não se altera e a horizontal só troca de sinal (ela estava indo para a direita e agora vai para a esquerda).Com essas informações a gente percebe que:- A energia cinética se conserva;

- A componente vertical do momento linear se conserva;

Com isso em mente, vamos testar aquelas afirmações!Partiu!!

Passo 2

A primeira afirmação nos diz que:“Como a colisão é elástica, o impulso da parede sobre a partícula é nulo.”

Bom, para ver essa afirmação vamos lembrar que o impulso ( I → ) de uma força se relaciona com a variação do momento da partícula através de: I → = Δ p →

Como a componente horizontal da velocidade se altera, temos Δ p → ≠ 0 , ou seja, o impulso da parede não é nulo. Essa afirmação é falsa!

Passo 3

A segunda afirmação é:

“Considerando o sistema formado somente pela partícula, apenas a componente horizontal do momento linear se conserva na colisão.”

Olha, no primeiro passo a gente concluiu que somente a componente vertical do momento linear da partícula se conserva, né? Como a partícula vai para a direita no começo e no fim vai para a esquerda, o momento linear nessa direção se altera sim... Então essa afirmação é falsa!

Passo 4

Por fim, a última afirmação nos fala que:“A força média da parede sobre a partícula é horizontal.”

Aqui mais uma vez a gente tem que lembrar que o impulso de uma força é dado por:

I → = F → Δ t = Δ p →

Onde F → é a força média exercida pela parede.

Como já discutimos, só existe variação do momento linear p → na direção horizontal, ou seja, a força média também só tem componente horizontal. Então essa afirmação é verdadeira😊

Resolvemos essa 😊 Vamos para a próxima??

Resposta

(a) III

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