Q5: Uma bola de boliche de
movendo-se a
colide com um pino de boliche de
, que se desloca a um ângulo de
em relação à direção inicial da bola, e com uma velocidade de
. Calcule a velocidade final (módulo e direção) da bola de boliche. A colisão é elástica?
Passo 1
O enunciado dá uma bola de boliche de massa
com velocidade inicial
colidindo com um pino de massa
inicialmente em repouso. Após a colisão, o pino sai com velocidade
num ângulo
em relação à direção inicial da bola. Precisamos achar a velocidade final
da bola (módulo e direção) usando conservação de momento linear, e depois verificar se a colisão é elástica comparando energias cinéticas.
Passo 2
Escrevemos conservação de momento nas componentes
(na direção inicial da bola) e
(ortogonal):
Passo 3
Resolvendo para
e
:
Passo 4
Calculamos o módulo e a direção de
:
(em relação à direção inicial, desviando para baixo).
Passo 5
Verificamos a energia cinética inicial e final:
Como
(diferença devido a arredondamentos), a colisão pode ser considerada elástica.
Resposta
O módulo da velocidade final da bola é aproximadamente
e sua direção forma um ângulo de
para baixo em relação à direção inicial. A colisão é elástica.