O gráfico mostra a velocidade dos corpos A e B antes, durante e depois de uma colisão. A afirmação correta é:
(a) A Energia Cinética não se conserva.
(b) A colisão é perfeitamente elástica.
(c) A velocidade inicial de A é igual à velocidade inicial de B.
(d) O coeficiente de restituição é igual à 0.
(e) Existe uma força externa atuando no sistema.
Passo 1
Fala aí!!! Temos um exercício de colisão!
Sem pânico!! Acompanha aqui comigo que vai ser moleza!
Vamos ler as alternativas e analisar cada uma delas.
Passo 2
Na letra (a) ele fala pra gente que:
a) A Energia Cinética não se conserva.
Pra gente descobrir se ela se conserva ou não, vamos calcular o seu valor antes e depois da colisão e ver se são iguais ou diferentes, beleza?
Antes da colisão:
Olhando pro gráfico, vemos que, antes da colisão:
E
Então:
Depois da colisão, temos:
E
Então:
Comparando esses valores, vemos que
Eita!! E agora?! Podemos dizer que essas massas são iguais?
Acompanha aqui comigo que é sucesso!
O momento linear se conserva, porque não temos forças externas a esses sistema, então:
Antes só o carrinho B tem movimento com velocidade .
E depois, só o carrinho a se move, com velocidade de .
Então:
Opa!! Se as massas são iguais, podemos voltar lá nas nossas equações de energia cinética e compara de novo:
Como as massas são iguais:
Então essa tá errada, já que a energia cinética se conserva!
Passo 3
(b) A colisão é perfeitamente elástica.
Uma colisão elástica ocorre quando, além da conservação do momento linear, também temos conservação da energia cinética.
Como acabamos de ver no passo anterior que a energia cinética se conserva, então essa colisão é elástica!!
Essa tá correta!
Passo 4
(c) A velocidade inicial de A é igual à velocidade inicial de B.
No início, o B tá se movimento com velocidade de , enquanto o A tem velocidade nula. Portanto essa está errada!
Passo 5
(d) O coeficiente de restituição é igual à 0.
Coeficiente de restutição? Que? O que é isso?
Relaxa aí...Isso é tranquilo!
O Coeficiente de restutição é a razão entre as velocidades imediatamente antes e após uma colisão! Sacou?
Então, como depois da colisão da olisão temos a velocidade só de B, e antes da colisão temos a velocidade só de A:
Show? Essa tá errada! O coeficiente vale 1, e não zero.
Passo 6
(e) Existe uma força externa atuando no sistema.
A força externa iria alterar as velocidades antes e depois da colisão. E vemos que antes e depois da colisão as velocidades são constantes, logo não houve ação de uma força externa que provocasse a alteração do momento linear do sistema.
Essa tá errada!
Resposta
Alternativa B.