UFJF, Sem Campus, Listas F1B - Profº Simpliciano – 3ª Lista, Questão 2a
Uma pedra de está em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. Uma bala de , se deslocando horizontalmente a , colide com a pedra e ricocheteia ao longo da superfície com velocidade de em uma direção ortogonal à sua velocidade inicial.
- Determine o módulo, a direção e o sentido da velocidade da pedra após o impacto.
Passo 1
Fala aí galera, bora resolver o nosso exercício? Bom, antes de tudo, podemos ver no enunciado que nós não temos ação de forças externas, então podemos dizer que a colisão é elástica. Logo:
Além disso, como a colisão é elástica, nós vamos ter a conservação do momento do nosso sistema, então:
Lembrando que a fórmula do momento é:
Passo 2
Vamos lá, começaremos a resolver o nosso exercício interpretando o que está escrito no enunciado. É dito para a gente que a bala está se deslocando a uma velocidade de horizontalmente. Então vamos dizer que:
E após essa colisão, ele segue com a velocidade de numa direção ortogonal, ou seja, formando ângulo de 90º. Como ele seguia numa velocidade horizontal, podemos dizer que agora ele segue numa velocidade vertical:
Como a nossa pedra está em repouso, vamos falar que:
Pela conservação do momento:
Importante destacar que vamos ter que calcular a conservação para cada direção. Começando pela horizontal (eixo x)
Substituindo:
Agora vamos fazer igual para a direção na vertical (eixo y).
Passo 3
Calculando:
Show, já temos as componentes da velocidade da nossa pedra:
Com isso, podemos calcular sua magnitude:
E para acharmos a direção: