Um bloco de
, movendo-se para a direita a
, sofre uma colisão elástica frontal com um bloco de
que se move para a direita a
. Encontre as velocidades finais dos dois blocos.
Passo 1
O enunciado descreve uma colisão frontal perfeitamente elástica em uma dimensão entre dois blocos: o bloco 1 tem massa
e velocidade inicial
para a direita; o bloco 2 tem massa
e velocidade inicial
para a direita. Para resolver, precisamos usar conservação de quantidade de movimento e a condição de colisão elástica (que implica reversão da velocidade relativa).
Passo 2
Escrevemos a conservação da quantidade de movimento antes e depois da colisão:
onde
e
Passo 3
Em colisão elástica em 1D, a velocidade relativa se inverte:
Dessa relação, temos
Passo 4
Substituímos
da equação acima na conservação de quantidade de movimento:
Isolando
,
Passo 5
Agora substituímos os valores numéricos:
Em seguida, obtemos
pela relação da velocidade relativa:
Resposta
A velocidade final do bloco de
é
para a direita, e do bloco de
é
para a direita.