Exercícios Resolvidos de Velocidade e Momento Linear do Centro de Massa

UFRJ, Física 1, P2 - 2013.2, Questão Q01

Dois blocos Equation e Equation de massas Equation e Equation , respectivamente, encontraram-se sobre uma superfície horizontal lisa. O bloco Equation desloca-se com velocidade horizontal Equation constante, enquanto o bloco Equation encontra-se em repouso. Após a colisão os blocos separam-se e observa-se que o bloco de massa Equation recua movendo-se com velocidade de módulo Equation na mesma direção do seu deslocamento inicial, como mostra a figura.

  1. Determine Equation , o módulo da velocidade do bloco Equation após a colisão.
  2. Calcule o módulo da velocidade do centro de massa dos blocos antes e depois da colisão.
  3. Determine a variação da energia cinética do sistema no processo da colisão.

Passo 1

a)

Como não temos a ação de forças externas o momento linear se conserva

Equation

Equation

Equation

Equation

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Vamos agora calcular o momento linear depois da colisão

Equation

Equation

Equation

Igualando ao que achamos antes

Equation

Equation

Equation

Então o módulo da velocidade de Equation depois da colisão vai ser

Equation

Passo 3

b)

A velocidade do centro de massa antes da colisão vai ser, escrita na forma vetorial,

Equation

Equation

Equation

Equation

O módulo da velocidade, antes da colisão, vai ser

Equation

Após a colisão, vamos ter

Equation

Equation

Equation

O seu módulo, após a colisão, vai ser

Equation

Passo 4

c)

A variação da energia cinética vai ser

Equation

Primeiro devemos calcular as energias cinéticas antes e depois

Equation

Equation

E

Equation

Equation

Equation

Equation

Passo 5

Vamos ter então

Equation

Equation

Resposta

  1. Equation
  2. Equation , antes e depois da colisão.
  3. Equation

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