Nos gráficos ao lado estão representadas possíveis trajetórias de colisão de duas partículas de mesma massa em um sistema isolado. Em cada gráfico as trajetórias são mostradas para o mesmo intervalo de tempo. As setas indicam o sentido do movimento em cada trajetória. Quais dos gráficos são compatíveis com trajetórias das partículas antes e depois de uma colisão?
(a) A, B, C, D
(b) B, C, D
(c) A, B, D, E
(d) A, E, F
(e) B, C, F
(f) A, B, F
Passo 1
Nesta questão, deve-se analisar a conservação do momento linear das partículas, ou seja, como as massas são iguais, temos que a soma vetorial das velocidades devem se manter constantes.
Vamos passar figura por figura:
Passo 2
A) Antes da colisão, as velocidades tem mesmo direção e sentidos opostos, portanto, tinham momento nulo. Após a colisão, as velocidades apresentadas também possuem momento nulo, portanto, esta trajetória é compatível
Passo 3
B) Antes da colisão, as velocidades somadas vetorialmente resultavam em um vetor horizontal que aponta para a direita. Após a colisão, vemos que isso ainda acontece, portanto, esta trajetória é compatível.
Passo 4
C) Antes da colisão a soma das velocidades era nula, e depois a colisão aparece uma componente na vertical que tira essa nulidade. Portanto, esta trajetória não é compatível.
Passo 5
D) Mesmo pensamento da letra (C), mas agora aparecem duas componentes verticais de velocidade. Portanto, esta trajetória não é compatível.
Passo 6
E) Antes da colisão, a soma das velocidades resulta em um vetor horizontal que apontava para a direita. Após a colisão, a soma das velocidades possui uma componente vertical. Portanto, esta trajetória não é compatível.
Passo 7
F) Antes da colisão, a soma vetorial das velocidades resulta em um vetor horizontal para a direita. Após a colisão, esta soma ainda permanece sendo um vetor horizontal para a direita. Portanto, esta trajetória é compatível.
Resposta
(f)