Um container de 800 kg, em repouso, pode ser deslocar sobre um trilho horizontal, sem atrito e sem resistências. Uma carga de 200 kg é lançada horizontalmente, por uma máquina e ela se aloja dentro do container. Logo após o choque, o conjunto container + carga passa a se mover com velocidade constante de 0,5 m/s. Qual era aproximadamente, o módulo da velocidade da carga, no SI, imediatamente antes de se chocar com o container?

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um container de 800 kg parado em um trilho sem atrito. Uma carga de 200 kg é lançada nele e fica presa. Depois do choque, todo o conjunto (container + carga) começa a se mover a uma velocidade constante de 0,5 m/s. A pergunta é: qual era a velocidade da carga antes de bater no container?
Aqui, vamos usar o princípio da conservação do momento. Isso significa que o momento antes do choque é igual ao momento depois do choque, já que não tem forças externas agindo no sistema.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é momento. O momento (ou quantidade de movimento) de um objeto é dado pela fórmula:
p = m times v
Onde:
  • $ p $ é o momento,
  • $ m $ é a massa,
  • $ v $ é a velocidade.
No nosso caso, precisamos calcular o momento antes e depois do choque.

Passo 3

Antes do choque:
  • O container está parado, então sua velocidade é 0.
  • A carga tem massa de 200 kg e velocidade que queremos descobrir ($ v $).
O momento total antes do choque é apenas o momento da carga, já que o container não está se movendo:
v
Depois do choque:
  • O container e a carga vão se mover juntos com uma massa total de pantes = mcarga times v .
  • A velocidade conjunta é de 0,5 m/s.
Então, o momento total depois do choque é:
800 , kg + 200 , kg = 1000 , kg

Passo 4

Segundo o princípio da conservação do momento:
pantes = pdepois
Substituindo as expressões que temos:
200 times v = 1000 times 0,5
Agora, vamos resolver para $ v $:
v

Resposta

A velocidade da carga antes de colidir com o container era aproximadamente 2,5 metros por segundo.

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