Uma partícula de massa M = 6 , 0 kg move-se inicialmente com velocidade v = 2 , 0 m/s em um plano horizontal sem atrito (ver Figura). Uma barra delgada e homogênea, de massa m = 3 , 0 kg e comprimento l = 2 , 0 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 O 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 O .

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 O 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)

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