Um bloco de massa (\scriptstyle M) está ligado a uma mola ideal de massa desprezível e constante elástica
sendo livre para se deslocar sobre uma superfície horizontal sem atrito. Uma bola de massa
é atirada no bloco, atingindo-o horizontalmente com velocidade
e ficando grudada no mesmo, após a colisão. O bloco está inicialmente em repouso e a mola está inicialmente descomprimida. Responda em termos dos dados:
Qual a velocidade do centro de massa do sistema bloco–bola,
imediatamente após a colisão?
Qual a velocidade do centro de massa do sistema bloco–bola,
Passo 1
O enunciado descreve uma colisão perfeitamente inelástica entre uma bala de massa
que chega com velocidade
e um bloco de massa
inicialmente em repouso sobre superfície sem atrito, preso a uma mola desprezível. O conteúdo aqui é conservação do momento linear em ausência de forças externas horizontais.
Passo 2
Antes da colisão, o momento linear total do sistema é apenas o da bala, pois o bloco está em repouso:
A massa total após a colisão, com bloco e bola grudados, vale
Passo 3
Pela conservação do momento linear (não há força resultante externa horizontal durante o choque), temos
Passo 4
Isolando
, vem