Um carro compacto e um caminhão grande colidem de frente e ficam unidos. Qual dos dois é submetido à maior variação de momento?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão diz que um carro compacto e um caminhão grande colidem de frente e ficam presos juntos. A pergunta é: qual dos dois sofre a maior variação de momento? Vamos usar conceitos de física sobre momentum e colisões para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é momentum (ou momento linear). É uma grandeza física que depende da massa do objeto e da sua velocidade. A fórmula para calcular o momentum (
) é:
onde:
-
é a massa -
é a velocidade
Passo 3
Quando dois objetos colidem e ficam unidos, como no nosso caso, dizemos que houve uma colisão inelástica. Nessa situação, o momentum total do sistema é conservado. Isso significa que a soma dos momenta antes da colisão é igual à soma dos momenta depois da colisão.
Passo 4
Vamos falar sobre a variação de momentum. A variação de momentum (
) é a diferença entre o momentum final e o momentum inicial:
No nosso caso, após a colisão, o carro e o caminhão ficam juntos com uma velocidade comum.
Passo 5
Segundo a Terceira Lei de Newton, quando dois corpos interagem, as forças que eles exercem um sobre o outro são de igual intensidade e em sentidos opostos. Isso também se aplica ao impulso, que é a variação de momentum. Ou seja:
Passo 6
Isso significa que a variação de momentum do carro é igual em magnitude (tamanho) à variação de momentum do caminhão, mas com sentidos opostos. Portanto, ambos os veículos têm a mesma variação de momentum.
Resposta
Ambos, o carro compacto e o caminhão grande, sofrem a mesma variação de momento.
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Na figura abaixo o bloco 1 de massa
desliza sem velocidade inicial ao longo de uma rampa sem atrito a partir de uma altura
e colide com o bloco 2 de massa
, inicialmente em repouso. Após a colisão o bloco 2 desliza em uma região onde o coeficiente de atrito cinético
é 0,500 e para depois de percorrer uma distância
nesta região. Qual é o valor da distância d se a colisão é: a) perfeitamente inelástica? b) perfeitamente elástica?
Um bloco de
, que encontra-se em uma superfície horizontal sem atrito, é empurrado contra uma mola de constante elástica de
, comprimindo a mola em 20 cm . Ao soltar o bloco a mola o acelera deslizando ao longo da superfície horizontal, seguindo pelo plano inclinado de
(veja a figura abaixo). Qual é a altura máxima que o bloco alcança?
Determine a velocidade de (a) um elétron que se desloca num tubo de televisão e atinge a tela com energia de
e (b) um próton que sai de um acelerador de partículas com energia de
. (massa do elétron
; massa do próton
.
Uma bola de 1 kg é arremessada do solo, com componente horizontal da velocidade inicial
e componente vertical da velocidade inicial
, retornando ao solo após algum tempo. Desprezando o atrito, (a) encontre a energia cinética máxima da bola, (b) a energia cinética mínima e © a energia potencial máxima durante o tempo em que a bola permaneceu no ar.