- Dois vagões de trem, de massas
e
, deslocam-se no mesmo sentido, sobre uma linha férrea retilínea. O vagão de menor massa está na frente, movendo-se com uma velocidade de
. A velocidade do outro é
. Em dado momento, se chocam e permanecem acoplados. Imediatamente após o choque, qual a quantidade de movimento do sistema formado pelos dois vagões?
Passo 1
O enunciado dá dois vagões que se movem no mesmo sentido e acoplam-se após um choque. As informações relevantes que temos são:
O que o problema pede: imediatamente após o choque, qual a quantidade de movimento (momento linear) do sistema formado pelos dois vagões.
Passo 2
Conceito e ideia usada: a quantidade de movimento (ou momento linear) de um corpo é dada por
onde
é a massa e
é a velocidade (é uma grandeza vetorial). Quando vários corpos interagem entre si por forças internas (como na colisão entre os vagões) e não há forças externas relevantes na direção do movimento, a quantidade de movimento total do sistema é conservada durante a colisão. Portanto, a quantidade de movimento do sistema imediatamente após o choque é igual à soma das quantidades de movimento dos dois vagões imediatamente antes do choque.
Passo 3
Calcular a quantidade de movimento de cada vagão antes do choque (os sinais são positivos porque ambos se movem no mesmo sentido):
Passo 4
Somar as quantidades de movimento para obter a quantidade de movimento total do sistema imediatamente após o choque: