Um golfinho de massa M=6,0 \mathrm{~kg} nada para a direita com velocidade \mathrm{v}_{1}=2 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, enquanto um peixe-lanterna de massa \mathrm{m}=2,0 \mathrm{~kg} se aproxima dele a uma velocidade \mathrm{v}_{2}=5,0 \mathrm{~m} / \mathrm{s} para a esquerda. Suponha que, ao encontrar o golfinho, o peixelanterna seja engolido. Desprezando a resistência da água, determine a velocidade final do golfinho após engolir o peixe.
(A) 0,25 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, para a direita.
(B) 2,75 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, para a direita.
(C) 2,75 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, para a esquerda.
(D) 0,25 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, para a esquerda.
(E) 0,35 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, para a esquerda.

Passo 1

Resumindo o enunciado, temos um golfinho de massa M=6,0\\ \mathrm{kg} nadando para a direita com velocidade v_{1}=2,0\\ \mathrm{m}/\mathrm{s} e um peixe-lanterna de massa m=2,0\\ \mathrm{kg} nadando para a esquerda com velocidade v_{2}=5,0\\ \mathrm{m}/\mathrm{s}. Ao colidirem, o peixe é engolido (colisão completamente inelástica). O conteúdo da matéria é conservação do momento linear em uma dimensão, e precisamos aplicar
M v_{1} + m v_{2} = (M+m)\,v_{\text{f}}.

Passo 2

Escolhemos como direção positiva aquela para a direita. Logo,
v_{1}=+2,0\\ \mathrm{m}/\mathrm{s}
e
v_{2}=-5,0\\ \mathrm{m}/\mathrm{s}.

Passo 3

Escrevemos a equação de conservação do momento linear para a colisão inelástica:
M v_{1} + m v_{2} = (M + m)\,v_{\text{f}}.

Passo 4

Substituímos os valores numéricos:
6,0 \cdot 2,0 + 2,0 \cdot (-5,0) = (6,0 + 2,0)\,v_{\text{f}}
12,0 - 10,0 = 8,0\,v_{\text{f}}
2,0 = 8,0\,v_{\text{f}}.

Passo 5

Isolamos v_{\text{f}}:
v_{\text{f}} = \frac{2,0}{8,0} = 0,25\\ \mathrm{m}/\mathrm{s}.
Como o sinal é positivo, a velocidade é para a direita.

Resposta

(A) 0,25\\ \mathrm{m}/\mathrm{s}, para a direita.

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