Uma colisão de dois objetos é inelástica. Qual das seguintes afirmações a respeito dessa situação é verdadeira?
(a) A soma vetorial das velocidades dos dois objetos é nula após a colisão.
(b) 0 momento total dos objetos após a colisão é menor do que antes da colisão.
© A energia cinética total dos objetos é maior após a colisão.
(d) A energia cinética total dos objetos é nula após a colisão.
(e) A energia cinética total dos objetos é menor após a colisão.
(a) A soma vetorial das velocidades dos dois objetos é nula após a colisão.
(b) 0 momento total dos objetos após a colisão é menor do que antes da colisão.
© A energia cinética total dos objetos é maior após a colisão.
(d) A energia cinética total dos objetos é nula após a colisão.
(e) A energia cinética total dos objetos é menor após a colisão.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre colisões inelásticas. O que isso significa? Em colisões inelásticas, os objetos envolvidos grudam juntos após baterem, ou seja, eles se movem como um único corpo depois da colisão. Para resolver essa questão, vamos precisar entender conceitos de momentum (ou quantidade de movimento) e energia cinética.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar que momentum é uma grandeza que depende da massa e da velocidade dos objetos. Em qualquer colisão, o momentum total antes da colisão é igual ao momentum total depois da colisão, desde que não haja forças externas atuando. Isso é a Lei da Conservação do Momentum.
Matematicamente, fica assim:
onde $ v’ $ é a velocidade após a colisão.
Passo 3
Agora, sobre a energia cinética, que é a energia do movimento. A equação é:
Em colisões inelásticas, parte dessa energia é transformada em outras formas de energia, como calor ou deformação dos objetos. Isso significa que a energia cinética total geralmente diminui após a colisão.
Passo 4
Vamos analisar as opções:
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(a) Diz que a soma vetorial das velocidades é nula após a colisão. Isso não é verdade, a não ser que, por acaso, os objetos se movam em direções opostas com velocidades específicas que anulam.
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(b) Afirma que o momentum total após a colisão é menor, mas isso vai contra a Lei da Conservação do Momentum. O momentum total permanece o mesmo.
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© Fala que a energia cinética total aumenta, mas, como vimos, em colisões inelásticas ela diminui.
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(d) Diz que a energia cinética total fica nula, o que só ocorreria se os objetos parassem completamente, o que não necessariamente acontece em uma colisão inelástica.
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(e) Diz que a energia cinética total é menor após a colisão. Isso está de acordo com o que sabemos sobre colisões inelásticas.
Resposta
A alternativa correta é a (e) A energia cinética total dos objetos é menor após a colisão.