Crie um problema sobre colisão, que aborde a conservação do momento linear e a conservação da energia e mostre a resolução.
Passo 1
Beleza, vamos criar um probleminha de colisão elástica entre duas bolinhas numa pista sem atrito. O conteúdo aqui é conservação do momento linear e conservação da energia cinética. Para resolver, a gente vai precisar:
Saber que, numa colisão elástica, o momento linear total antes = momento total depois.
Saber que a energia cinética total também se conserva.
Montar as equações e resolver para as velocidades finais.
Enunciado do problema que a gente criou:
“A bolinha A tem massa e se move a para a direita. Ela colide elasticamente com a bolinha B, de massa , que estava em repouso (). Qual será a velocidade de A () e de B () depois da colisão?”
Passo 2
Primeiro, escreve a conservação do momento linear:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, a conservação da energia cinética (porque é colisão elástica):
Dessa forma, v1' = 10 - 3cdot42 = 10 - 122 = -22 = -1 m/s ou .
Se , pela (3) . Isso seria como se nada tivesse acontecido, mas numa colisão elástica entre massas diferentes isso não faz sentido fisicamente (é a solução “trivial” de troca zero de movimento). A solução correta é .
Agora achamos com (3):
O sinal negativo indica que A inverteu o sentido, passando a se mover com 1 m/s para a esquerda.
Resposta
Após a colisão elástica:
v₁′ = –1,0 m/s (bolinha A volta para trás com 1 m/s)
v₂′ = 4,0 m/s (bolinha B sai para a direita com 4 m/s)