USP, Sem Campus, Física 1, Coletâneas de Exercícios - Parte II - Colisões, Torque, Cinemática Angular, Questão 33b
33. Um haltere formado por dois discos e iguais de massa unidos por uma barra rígida de massa desprezível e comprimento repousa sobre uma mesa de ar horizontal. Um terceiro disco de mesma massa , desloca-se com atrito desprezível e velocidade sobre a mesa, perpendicularmente ao haltere, e colide frontalmente com o disco , ficando colado a ele.
(b) Determine o vetor velocidade do centro de massa.
Passo 1
Fala aí! Tudo certinho? Esta questão está um pouco complicada? Relaxa que vamos tentar te ajudar. 😎
Nesse problema temos dois discos de massa presas por uma barra de massa desprezível e comprimento . Um terceiro disco viaja com velocidade em direção ao disco que ao colidirem, se grudam e o sistema inteiro começa a se mover.
Com isso queremos obter o vetor velocidade do centro de massa do sistema!
E aí, parece complicado? 👀
Nesse caso, podemos aplicar a ideia de conservação do momento linear e dizer que o momento linear no início do problema é igual ao momento linear no fim do problema, ou seja...
Que por sua vez, o momento linear de um sistema é dado por
Sacou? Bora começar! 😉
Passo 2
Inicialmente o disco está em movimento e os discos e estão parados, portanto o momento linear inicial é dado por
Já após a colisão o momento linear será dado por
Igualando as duas equações, chegamos em
Simplificando e isolando , vamos obter
Portanto, o vetor velocidade é dado por
Fim! Iae, o que achou? Responde Aí! 😁
