Uma bola de 2 kg está se movendo horizontalmente com uma velocidade de 5 m / s quando se choca com uma parede e retorna com velocidade de 2 m / s. Qual é o momento linear da bola antes e depois do choque (lembre que o momento linear pode ser positivo ou negativo)? Qual sua variação? A energia cinética se conservou após o choque?

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão pede. Temos uma bola de 2 kg que está se movendo horizontalmente a 5 m/s, bate numa parede e volta com 2 m/s. A gente precisa encontrar o momento linear da bola antes e depois do choque, a variação desse momento e verificar se a energia cinética se manteve depois do choque. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de momento linear e energia cinética na física.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o momento linear da bola antes do choque. O momento linear § é dado pela fórmula:
p = m times v
onde:
- $ m $ é a massa da bola (2 kg)
- $ v $ é a velocidade da bola (5 m/s)
Então:
m

Passo 3

Agora, vamos calcular o momento linear da bola depois do choque. A velocidade depois do choque é 2 m/s, mas ela está na direção oposta, então vamos considerar como negativa:
vdepois = -2 , m/s
Assim:
pdepois = 2 , kg times (-2) , m/s = -4 , kg·m/s

Passo 4

Para encontrar a variação do momento linear, subtraímos o momento antes do choque pelo momento depois:
De
Isso significa que o momento mudou em 14 kg·m/s na direção contrária.

Passo 5

Agora, vamos verificar se a energia cinética se conservou após o choque. A energia cinética (EC) é dada por:
EC = 12 m v^2
Calculando antes do choque:
ECantes = 12 times 2 , kg times (5 , m/s)^2 = 12 times 2 times 25 = 25 , J
Depois do choque:
ECdepois = 12 times 2 , kg times (2 , m/s)^2 = 12 times 2 times 4 = 4 , J
Como a energia cinética diminuiu de 25 J para 4 J, ela não se conservou durante o choque.

Resposta

Antes do choque, o momento linear da bola era de 10 kg·m/s. Depois do choque, passou para -4 kg·m/s. A variação do momento linear foi de -14 kg·m/s, indicando uma mudança na direção. Além disso, a energia cinética não se conservou após o choque, diminuindo de 25 J para 4 J.

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