Na simulação, configure uma colisão elástica entre dois blocos com mesma velocidade, onde a massa do corpo 1 é metade da massa do corpo 2, e responda as seguintes questões:
Qual objeto se move com maior velocidade após a colisão? Justifique sua resposta.
Qual objeto se move com maior velocidade após a colisão? Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz: temos uma colisão elástica 1D entre dois blocos que chegam com a mesma rapidez (vamos chamar de
), porém em sentidos opostos, e o bloco 1 tem massa
que vale metade da massa do bloco 2 (
). A pergunta é: depois da colisão, qual dos blocos fica com maior velocidade?
Conteúdo: colisão elástica em uma dimensão.
O que vamos usar:
Conteúdo: colisão elástica em uma dimensão.
O que vamos usar:
- Conservação do momento linear.
- Conservação da energia cinética.
- Fórmulas conhecidas para velocidade final em colisão elástica 1D.
Passo 2
Teoria básica (sem pular etapas):
- Num choque elástico, o impulso total se conserva, ou seja
- Também se conserva a energia cinética:
- Em vez de resolver essas duas a cada vez, existe a fórmula-padrão para colisão elástica 1D:
Vamos usar essa fórmula porque ela já sai direto das duas leis de conservação.
Passo 3
Substituindo os dados:
-
. -
e (mesma rapidez, sentidos opostos).
Para o bloco 1:
Ou seja, bloco 1 sai com velocidade de módulo
mas inverte o sentido.
Para o bloco 2:
Ou seja, bloco 2 sai com velocidade
(mesmo sentido original de
).
Passo 4
Agora é só comparar módulos:
Claramente
. Logo, o bloco 1 (o de massa menor) fica com maior velocidade depois da colisão.
Resposta
O bloco de massa menor (corpo 1) se move com maior velocidade após a colisão (módulo
, contra
do corpo 2).