1a QUESTÃO

A quantidade de movimento, também conhecida como momento linear, é uma grandeza vetorial que descreve o movimento de um objeto. De acordo com o princípio da conservação da quantidade de movimento, “a quantidade de movimento de um sistema só pode ser alterada pela ação de forças externas ao sistema, as forças internas não alteram a quantidade de movimento do sistema.” Essa lei é fundamental na compreensão do comportamento de objetos em movimento e é amplamente aplicada na física clássica.
Fonte: ANDRADE, L. R. A. Física geral e experimental I. Maringá: UniCesumar, 2019. p. 225.
Sobre a quantidade de movimento de um corpo, avalie as afirmativas a seguir:
I) Duas bolas de bilhar colidem e trocam velocidades: Se não houver forças externas, as forças internas (entre as bolas durante a colisão) não alterarão a quantidade total de movimento do sistema.
II) Um foguete expulsa gases para se movimentar no espaço: As forças internas (expulsão dos gases) alteram a quantidade de movimento do sistema.
III) Dois patinadores em um rinque de gelo se empurram mutuamente: As forças internas entre os patinadores não alteram a quantidade total de movimento do sistema.
IV) Um carro acelera em uma pista retilínea: Se desconsiderarmos as forças externas, como atrito, as forças internas no motor alteram a quantidade de movimento do sistema.
São verdadeiras as afirmações apresentadas em:

ALTERNATIVAS

I, apenas.
II, apenas.
III, apenas.
I e III, apenas.
II e IV, apenas.

Passo 1

O enunciado apresenta a definição de quantidade de movimento \mathbf{p}=m\mathbf{v} e o princípio da conservação: em um sistema isolado (sem forças externas) a soma dos momentos lineares é constante. A tarefa é determinar quais das afirmações I, II, III e IV respeitam essa lei.

Passo 2

Analisando I: “Duas bolas de bilhar colidem e trocam velocidades: se não houver forças externas, as forças internas (entre as bolas durante a colisão) não alterarão a quantidade total de movimento do sistema.” Como colisão entre as bolas envolve apenas forças internas, o momento total se conserva. Logo, I é verdadeira.

Passo 3

Analisando II: “Um foguete expulsa gases para se movimentar no espaço: as forças internas (expulsão dos gases) alteram a quantidade de movimento do sistema.” Se considerarmos o foguete e os gases como um único sistema isolado, as forças entre eles são internas e não mudam o momento total. O foguete ganha impulso apenas porque parte do sistema (os gases) recebe momento oposto, mantendo o total inalterado. Logo, II é falsa.

Passo 4

Analisando III: “Dois patinadores em um rinque de gelo se empurram mutuamente: as forças internas entre os patinadores não alteram a quantidade total de movimento do sistema.” Sem forças externas significativas (nível reduzido de atrito), o empurrão mútuo é interno e o momento total se conserva. Logo, III é verdadeira.

Passo 5

Analisando IV: “Um carro acelera em uma pista retilínea: se desconsiderarmos as forças externas, como atrito, as forças internas no motor alteram a quantidade de movimento do sistema.” Na verdade, a aceleração do carro só ocorre devido à força de atrito entre os pneus e o solo (força externa). Sem essa força de contato com o chão, os mecanismos internos do motor não gerariam aceleração. Logo, IV é falsa.

Passo 6

Como apenas I e III são verdadeiras, a alternativa correta é aquela que inclui I e III apenas.

Resposta

I e III, apenas.

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