Duas bolas de bilhar de massas iguais a 30,0 g cada, movendo-se uma em direção à outra com velocidade de 10 m/s, colidem, invertendo o sentido de movimento com a mesma velocidade. Sobre essa colisão, assinale a alternativa correta:
a) A energia cinética se conserva, bem como a quantidade de movimento, já que a colisão é perfeitamente elástica.
b) A colisão referida no enunciado é perfeitamente inelástica.
c) Uma parte da quantidade de movimento é perdida no momento da colisão, já que se trata de uma colisão parcialmente elástica.
d) A colisão referida no enunciado é parcialmente inelástica.
a) A energia cinética se conserva, bem como a quantidade de movimento, já que a colisão é perfeitamente elástica.
b) A colisão referida no enunciado é perfeitamente inelástica.
c) Uma parte da quantidade de movimento é perdida no momento da colisão, já que se trata de uma colisão parcialmente elástica.
d) A colisão referida no enunciado é parcialmente inelástica.
Passo 1
No enunciado, temos duas bolas de bilhar com massas iguais a 30,0 g cada, movendo-se uma em direção à outra com velocidade de 10 m/s. Elas colidem e depois invertem o sentido do movimento com a mesma velocidade. Vamos analisar qual das alternativas está correta. Vamos precisar dos conceitos de quantidade de movimento e energia cinética, além de entender os tipos de colisão: elástica, inelástica e parcialmente inelástica.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as massas para kg para facilitar os cálculos:
Passo 3
As velocidades antes da colisão são:
Após a colisão, elas invertem o sentido, então:
Passo 4
Vamos calcular a quantidade de movimento total antes e depois da colisão.
Quantidade de movimento é dada por:
Antes da colisão:
Após a colisão:
A quantidade de movimento total se mantém, ou seja, é conservada.
Passo 5
Agora, vamos verificar a energia cinética antes e depois da colisão.
Energia cinética é dada por:
Antes da colisão:
Após a colisão:
A energia cinética total também se mantém.
Resposta
A alternativa correta é a a): A energia cinética se conserva, bem como a quantidade de movimento, já que a colisão é perfeitamente elástica.