Um carro de 1800 Kg parado no sinal de trânsito sofre uma colisão pela traseira de um carro de 900 Kg e os dois ficam presos um ao outro. Se o carro menor estava em movimento a 20 m / s antes da colisão, qual a velocidade escalar dos carros após a colisão?

Passo 1

Vamos resolver um problema de colisão envolvendo dois carros. Temos um carro maior de 1800 kg parado no sinal e um carro menor de 900 kg que está se movendo a 20 m/s. Quando eles colidem pela traseira, os dois ficam presos juntos. Para descobrir a velocidade dos carros juntos após a colisão, vamos usar o conceito de conservação da quantidade de movimento.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar do que é quantidade de movimento. Ela é calculada multiplicando a massa de um objeto pela sua velocidade:
p = m times v
Como não há forças externas agindo no sistema, a quantidade de movimento total antes da colisão é igual à quantidade de movimento total após a colisão.

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de movimento de cada carro antes da colisão.
  • Carro maior (1800 kg): Está parado, então sua velocidade é 0 m/s.
pmaior = 1800 , kg times 0 , m/s = 0 , kg·m/s
  • Carro menor (900 kg): Está se movendo a 20 m/s.
pmenor = 900 , kg times 20 , m/s = 18000 , kg·m/s

Passo 4

Agora, somamos as quantidades de movimento dos dois carros antes da colisão:
ptotal antes = pmaior + pmenor = 0 + 18000 = 18000 , kg·m/s

Passo 5

Após a colisão, os dois carros ficam presos juntos, formando um único objeto com massa total:
mtotal = 1800 , kg + 900 , kg = 2700 , kg

Passo 6

Vamos chamar a velocidade dos carros juntos após a colisão de ptotal antes = ptotal depois . Usando a conservação da quantidade de movimento:
18000 , kg·m/s = 2700 , kg times v

Passo 7

Agora, isolamos v = 18000 , kg·m/s2700 , kg = 180002700 approx 6,67 , m/s para encontrar a velocidade final:

Resposta

A velocidade dos carros juntos após a colisão é de aproximadamente 6,67 m/s.

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