Dois patinadores colidem e seguram um ao outro sobre gelo sem atrito. Um deles, de
de massa, está se movendo para a direita a
, enquanto o outro, de massa
, está se movendo para a esquerda a
. Quais são o módulo, a direção e o sentido da velocidade desses patinadores logo após a colisão?
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que dois patinadores de massas diferentes colidem no gelo sem atrito e ficam “grudados” um no outro (ou seja, colisão completamente inelástica). Temos:
- m₁ = 70,0 kg, v₁ = +4,00 m/s (para a direita)
- m₂ = 65,0 kg, v₂ = –2,50 m/s (para a esquerda)
Conteúdo: conservação do momento linear (ou quantidade de movimento). Pra resolver, vamos usar que o momento total antes da colisão é igual ao momento total depois, já que não tem força externa resultante.
Passo 2
Primeiro, lembro o que é momento linear (ou quantidade de movimento):
onde m é a massa e v é a velocidade (com sinal, pra indicar sentido).
- Calculemos o momento de cada um antes da colisão:
O sinal negativo em
indica que esse patinador vai pra esquerda.
Passo 3
Como não há atrito nem forças externas, vale a conservação:
Isso dá:
Substituindo os números:
Passo 4
O valor de
deu positivo, ou seja, o sentido do movimento conjunto é para a direita.
- Módulo da velocidade:
(arredondando a duas casas decimais) - Direção: na mesma linha de movimento dos patinadores (horizontal)
- Sentido: para a direita
Resposta
Eles ficam unidos e seguem para a direita com velocidade de módulo 0,87 m/s.