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
. 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 (
) 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
. Vamos chamar a velocidade do bloco de 5 kg depois de soltar a mola de
. 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
:
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.