Dois blocos de massas 3 kg e 5 kg estão em uma superfície horizontal sem atrito e comprimidos por uma mola entre eles. Quando a mola é solta, o bloco de 3 kg é lançado para a direita com uma velocidade de 8 m / s. Qual é a velocidade do bloco de 5 kg após o disparo?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem dois blocos, um de 3 kg e outro de 5 kg, numa superfície sem atrito com uma mola comprimida entre eles. Quando a mola é solta, o bloco de 3 kg é lançado para a direita com uma velocidade de . Nosso objetivo aqui é descobrir qual vai ser a velocidade do bloco de 5 kg após isso acontecer. Para resolver isso, vamos usar o conceito de conservação da quantidade de movimento. Isso significa que, numa situação sem forças externas, a quantidade de movimento total antes de um evento iguala a quantidade de movimento total depois.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é quantidade de movimento. A quantidade de movimento ( p = m times v ) de um objeto é calculada multiplicando sua massa ( ) pela sua velocidade ( ):
No nosso caso, antes de soltar a mola, ambos os blocos estão parados, então a quantidade de movimento total inicial é zero.

Passo 3

Depois que a mola é solta, o bloco de 3 kg se move para a direita com uma velocidade de ptotal inicial = ptotal final . Vamos chamar a velocidade do bloco de 5 kg depois de soltar a mola de 0 = (3 , kg times 8 , m/s) + (5 , kg times v) . Como não há atrito e nenhuma força externa agindo, a quantidade de movimento total ainda precisa ser zero. Então, temos:

Passo 4

Vamos resolver essa equação para encontrar 0 = 24 , kg·m/s + 5 , kg times v :
5 , kg times v = -24 , kg·m/s
v = -24 , kg·m/s5 , kg = -4,8 , m/s
O sinal negativo indica que o bloco de 5 kg está se movendo na direção oposta ao bloco de 3 kg, ou seja, para a esquerda.

Resposta

A velocidade do bloco de 5 kg após o disparo é de para a esquerda.

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