Um carro de 1000 kg , parado num sinal vermelho, é abalroado por trás por outro carro, de 1200 kg , com velocidade de
. Imediatamente após o choque, os dois carros se movem juntos.
Qual foi a variação da energia cinética no processo de colisão?
Qual foi a variação da energia cinética no processo de colisão?
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que um carro de massa
está parado num sinal. Um outro carro de massa
vem atrás a
e bate de raspão, ficando presos juntos e saindo com a mesma velocidade.
Conteúdo: colisão perfeitamente inelástica (os dois carros seguem juntos), conservação de quantidade de movimento e cálculo de energia cinética antes e depois. Vamos precisar:
Conteúdo: colisão perfeitamente inelástica (os dois carros seguem juntos), conservação de quantidade de movimento e cálculo de energia cinética antes e depois. Vamos precisar:
- Converter velocidade para m/s;
- Usar conservação de momento linear para achar a velocidade final;
- Calcular energia cinética inicial e final;
- A variação
.
Passo 2
Teoria – Conservação de quantidade de movimento:
Numa colisão sem forças externas significativas, a soma dos momentos lineares antes é igual à soma depois:
Numa colisão sem forças externas significativas, a soma dos momentos lineares antes é igual à soma depois:
Aqui
(primeiro carro parado) e
. Daí a velocidade final
.
Passo 3
Converter
para m/s:
Passo 4
Calcular a energia cinética inicial
. Só o carro 2 se move:
Passo 5
Aplicar conservação de momento para achar
:
Passo 6
Calcular a energia cinética final
do conjunto (massa total
):
Passo 7
A variação de energia cinética é
O sinal negativo mostra que essa energia foi dissipada (deformações, calor etc.).