Assinale V para Verdadeiro e F para Falso:
( ) O momento linear é um vetor de mesma direção e sentido da velocidade
( ) O impulso é um vetor que tem a mesma direção e sentido da força aplicada
( ) O impulso é igual à variação vetorial da velocidade
( ) Na colisão perfeitamente elástica há conservação de energia mecânica

Passo 1

O enunciado pede que eu assinale V (Verdadeiro) ou F (Falso) para quatro afirmações. As quatro afirmações são:
  1. ( ) O momento linear é um vetor de mesma direção e sentido da velocidade
  2. ( ) O impulso é um vetor que tem a mesma direção e sentido da força aplicada
  3. ( ) O impulso é igual à variação vetorial da velocidade
  4. ( ) Na colisão perfeitamente elástica há conservação de energia mecânica
Vou analisar cada afirmação e decidir V ou F.

Passo 2

Definição e análise da afirmação 1.
O momento linear (também chamado quantidade de movimento) de uma partícula de massa constante é definido por
\vec p = m \vec v,
onde m é a massa (escalar, assumimos m>0) e \vec v é a velocidade (vetor). Como m>0, o vetor \vec p tem exatamente a mesma direção e sentido de \vec v; só a magnitude é escalada por m. Exemplo concreto: se m=2\\ \text{kg} e \vec v=(3,0)\\ \text{m/s}, então \vec p=(6,0)\\ \text{kg·m/s} — mesma direção e sentido.
Conclusão: a afirmação 1 é V.

Passo 3

Definição e análise da afirmação 2.
Impulso é definido como o integral temporal da força resultante:
\vec J=\int_{t_0}^{t_1}\vec F(t)\,dt.
Se \vec F for constante no intervalo, isso reduz para
\vec J=\vec F\,\Delta t,
onde \Delta t=t_1-t_0. Em termos de direção: \vec J é um vetor e sua direção é a direção do vetor resultado da integral da força ao longo do tempo — isto é, da força média/resultante no intervalo. Portanto, se a força aplicada tem direção e sentido constantes durante o intervalo, o impulso terá a mesma direção e sentido dessa força. Se a direção da força variar no tempo, o impulso aponta na direção do somatório vetorial (resultado) e pode não coincidir com a direção instantânea de \vec F(t) em momentos específicos.
A afirmação dada é geral, mas a leitura usual pensa em uma força aplicada (com direção constante) e, nessa interpretação, é correta. Vou marcar como V mas explicando o ponto sutil: é preciso entender que a igualdade de direção vale para a força resultante/constante no intervalo.
Conclusão: a afirmação 2 é V (com a observação de que é a direção da força resultante/constante).

Passo 4

Análise da afirmação 3 usando teorema impulso-momento.
O teorema impulso-momento diz que o impulso é igual à variação do momento linear:
\vec J=\Delta \vec p=\vec p_{f}-\vec p_{i}.
Se a massa for constante, \Delta \vec p = m\Delta \vec v, ou seja
\vec J = m\,\Delta \vec v.
Perceba que \vec J não é diretamente igual a \Delta \vec v — é igual a m vezes \Delta \vec v. Só se m=1 (unidade de massa) teríamos \vec J=\Delta \vec v. Portanto, afirmar que “o impulso é igual à variação vetorial da velocidade” sem mencionar a massa está incorreto.
Conclusão: a afirmação 3 é F.

Passo 5

Análise da afirmação 4 sobre colisão perfeitamente elástica.
Por definição, numa colisão perfeitamente elástica, a energia cinética total do sistema (parte da energia mecânica) é conservada durante a colisão. Em muitos problemas de colisão isolada (sem forças não conservativas externas significativas), a energia mecânica total é a soma das energias cinéticas das partículas; na colisão perfeitamente elástica essa soma antes e depois é a mesma. Logo, a afirmação de que há conservação de energia mecânica (no sentido da energia cinética do sistema de partículas) em colisão perfeitamente elástica é correta. (Obs.: se houver outras formas de energia ou forças externas dissipativas, aí muda o cenário; mas pela definição de colisão perfeitamente elástica, não há dissipação.)
Conclusão: a afirmação 4 é V.

Passo 6

Resumo final rápido para gravar na prova:
  • Momento linear aponta junto com a velocidade (porque \vec p = m\vec v com m>0).
  • Impulso tem a direção da força resultante (se a força é constante, exatamente a direção e sentido da força).
  • Impulso = variação do momento, não da velocidade; \vec J=\Delta\vec p=m\Delta\vec v.
  • Colisão perfeitamente elástica conserva energia cinética (energia mecânica do sistema), portanto é conservação de energia mecânica nesse contexto.

Resposta

V
V
F
V

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