Considere um bloco de massa
que se movimenta com velocidade
e colide frontalmente com um segundo bloco de massa
, inicialmente em repouso. Após a colisão, o bloco 1 cessa seu movimento. Calcule a velocidade do bloco
.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos dois blocos: o bloco 1 com massa
está se movendo a uma velocidade de
e colide frontalmente com o bloco 2, que tem massa
e está inicialmente parado. Após a colisão, o bloco 1 para de se mover. Queremos encontrar a velocidade do bloco 2 depois dessa colisão. Para resolver isso, vamos usar o princípio da conservação da quantidade de movimento.
Passo 2
O que significa conservação da quantidade de movimento? Basicamente, a quantidade total de movimento antes da colisão é igual à quantidade total de movimento depois da colisão, desde que não haja forças externas atuando no sistema. A quantidade de movimento (
) é calculada multiplicando a massa (
) pela velocidade (
), ou seja,
.
Passo 3
Vamos calcular a quantidade de movimento antes da colisão. O bloco 1 está em movimento, então sua quantidade de movimento é:
O bloco 2 está parado, então sua quantidade de movimento inicial é zero.
Passo 4
Após a colisão, o bloco 1 para de se mover, ou seja, sua velocidade final (
) é 0. A quantidade de movimento do bloco 1 depois da colisão é:
A quantidade de movimento do bloco 2 depois da colisão é:
Onde
é a velocidade que queremos encontrar.
Passo 5
Aplicando a conservação da quantidade de movimento:
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos resolver para
:
Resposta
A velocidade do bloco 2 após a colisão é aproximadamente
.