Responda as seguintes perguntas:
Quando um objeto parte-se em dois pedaços, um maior que o outro, o menor pedaço adquire velocidade maior que o maior pedaço. Explique conceitualmente.

Passo 1

O enunciado diz que um corpo, inicialmente em repouso, se parte em dois pedaços de massas diferentes, m_{\text{pequeno}} e m_{\text{grande}}, e observa que o pedaço menor fica com velocidade maior que o maior. O conteúdo aqui é Conservação do Momento Linear e Impulso (Terceira Lei de Newton) para explicar esse fato.

Passo 2

Como não há forças externas significativas no instante da fragmentação, o momento linear total se conserva. Antes da ruptura o sistema todo está em repouso, portanto o momento inicial é zero. Logo, após a explosão ou quebra vale
m_{\text{pequeno}}\,v_{\text{pequeno}} \;+\; m_{\text{grande}}\,v_{\text{grande}} \;=\; 0.

Passo 3

Da equação acima podemos isolar a velocidade de um dos pedaços em função da do outro. Por exemplo,
v_{\text{pequeno}} = -\,\frac{m_{\text{grande}}}{m_{\text{pequeno}}}\;v_{\text{grande}}.
Tomando módulo dos dois lados,
\bigl|v_{\text{pequeno}}\bigr| = \frac{m_{\text{grande}}}{m_{\text{pequeno}}}\,\bigl|v_{\text{grande}}\bigr|.

Passo 4

Como m_{\text{grande}}>m_{\text{pequeno}}, o fator \tfrac{m_{\text{grande}}}{m_{\text{pequeno}}} é maior que 1. Daí segue
\bigl|v_{\text{pequeno}}\bigr| \;>\;\bigl|v_{\text{grande}}\bigr|,
ou seja, o fragmento de menor massa adquire maior velocidade em módulo.

Passo 5

Do ponto de vista de impulso, a explosão aplica impulsos iguais e opostos em cada pedaço ( I=\Delta p é o mesmo módulo para ambos). Como
\Delta v = \frac{I}{m},
uma mesma magnitude de impulso produz maior \Delta v (logo maior velocidade) quando a massa é menor.

Resposta

O fragmento menor fica mais rápido porque, conservando-se o momento linear e aplicando-se o mesmo impulso a ambos, a mudança de velocidade é inversamente proporcional à massa, favorecendo o pedaço de menor massa.

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