367 (Fuvest-SP) Dois carrinhos iguais, com 1 kg de massa cada um, estão unidos por um barbante e se movem com velocidade de
. Entre os carrinhos há uma mola comprimida cuja massa pode ser desprezada. Num determinado instante, o barbante se rompe, a mola se desprende e um dos carrinhos para imediatamente.
a) Qual a quantidade de movimento inicial do conjunto? R:
. da esquerda para a direita
b) Qual a velocidade do carrinho que continua em movimento? R:
a) Qual a quantidade de movimento inicial do conjunto? R:
b) Qual a velocidade do carrinho que continua em movimento? R:
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos dois carrinhos de massa
cada, unidos por um barbante e com uma mola massiva desprezível comprimida entre eles. Ambos se movem juntos a
. Num instante o barbante se rompe, a mola se solta e um carrinho para imediatamente enquanto o outro continua. O conteúdo envolve conservação de quantidade de movimento em movimento unidimensional, pois não há forças externas na direção do movimento.
Passo 2
Para calcular a quantidade de movimento inicial do sistema de dois carrinhos, usamos
em que
e
. Logo,
Passo 3
No instante em que o barbante se rompe e a mola se desprende, não atuam forças externas significativas na direção do movimento (a mola é interna ao sistema). Assim, a quantidade de movimento se conserva:
Chamando de carrinho 1 o que para e de carrinho 2 o que continua, temos
Passo 4
Igualando
e
:
Resposta
a)
da esquerda para a direita
b)
b)