Leis de conservação, como a conservação do momento, frequentemente fornecem uma quantidade surpreendente de informações sobre o possível resultado de um experimento. Aqui, talvez esteja o mais simples exemplo: dois objetos de massas
e
não estão submetidos a forças externas. O objeto 1 está se deslocando com velocidade
quando colide com o objeto estacionário 2. Os dois objetos se juntam e se movem com uma velocidade comum
. Use a conservação do momento para determinar
em termos de
e
.
Passo 1
Então, vamos lá! O enunciado fala sobre a conservação do momento, que é uma lei da física que diz que, se não tiverem forças externas agindo no sistema, o momento total antes de um evento vai ser igual ao momento total depois. Aqui, temos dois objetos: o objeto 1 com massa
e velocidade
, e o objeto 2 com massa
que está parado. Quando eles colidem e ficam grudados, queremos descobrir qual será a velocidade final
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula do momento linear. O momento (
) de um objeto é dado por:
Isso significa que o momento é a massa multiplicada pela velocidade.
Passo 3
Antes da colisão, o objeto 1 está se movendo com velocidade
, então o momento total do sistema antes da colisão é:
Aqui, o objeto 2 está parado, então o momento dele é zero.
Passo 4
Depois da colisão, os dois objetos ficam juntos e se movem com a mesma velocidade
. Portanto, o momento total depois da colisão é:
Passo 5
Como não há forças externas, a conservação do momento nos diz que o momento total antes é igual ao momento total depois:
Passo 6
Agora, basta resolver essa equação para encontrar
:
Resposta
A velocidade final
é: