Um bloco de massa
em repouso em uma mesa horizontal sem atrito, está ligada a um suporte rígido através de uma mola de constante elástica K=
. Uma bala de massa
e velocidade
de módulo
atinge o bloco e fica alojada nele. Supondo que a compressão da mola é desprezível até a bala se alojar no bloco, determine: a velocidade do bloco imediatamente após a colisão;
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a gente tem um bloco de massa
parado numa mesa sem atrito, preso a uma mola de constante
e uma “bala” de massa
chegando com velocidade
e se alojando no bloco.
O assunto aqui é colisão completamente inelástica (a bala gruda no bloco), e pra descobrir a velocidade logo após o choque usamos conservação do momento linear.
O assunto aqui é colisão completamente inelástica (a bala gruda no bloco), e pra descobrir a velocidade logo após o choque usamos conservação do momento linear.
Passo 2
Conservação do momento linear diz que, só durante a colisão (antes de a mola começar a “sentir” a parada), o momento total se conserva:
Antes da colisão, só a bala está em movimento, então
Depois, bala + bloco viram um único corpo de massa
com velocidade
. Então
Passo 3
Igualando os momentos:
Agora é só pôr os números (tudo em SI):
Resposta
A velocidade do conjunto bloco+bala imediatamente após a colisão é cerca de