UFPE, Física 1, 2019.1, 3º EE, Questão 4
Uma partícula de massa kg move-se inicialmente com velocidade m/s em um plano horizontal sem atrito (ver Figura). Uma barra delgada e homogênea, de massa kg e comprimento m, repousa inicialmente sobre este mesmo plano. A barra pode girar sem atrito ao redor de um eixo fixo, perpendicular ao plano horizontal e que passa pelo ponto numa extremidade da barra. Em um dado instante, a partícula colide com o centro
da barra, perpendicularmente a ela, e fica grudada. O sistema barra + partícula passa então a girar ao redor do ponto .
Considere as afirmativas abaixo a respeito da colisão entre a partícula e a barra:
(I) O momento linear total do sistema se conserva.
(II) A energia mecânica total do sistema se conserva.
(III) O momento angular total do sistema em relação ao ponto se conserva.
Marque a alternativa que contém apenas afirmativa(s) verdadeira(s).
(a) I
(b) II
(c) III
(d) I e II
(e) I e III
(f) II e III
(g) Todas
(h) Nenhuma
Passo 1
(I) Falsa. Inicialmente, avaliamos a afirmação (I), onde diz-se que o momento linear do sistema se conserva. Logo se não há forças externas atuando sobre o sistema, ele deve se conservar. O que não é o caso neste sistema.
(II) Falsa. Para a afirmação (II), diz-se que a energia mecânica do sistema deve se conservar, entretanto, sendo a colisão do tipo inelástica, há dissipação de energia, logo essa energia não se conserva.
(III) Verdadeira. Para a afirmação (III), diz-se que o momento angular do sistema deve se conservar. De fato, não havendo forças de torque externas, o momento angular total se conserva.
Resposta
Letra (c)