Dois patinadores,
e B, estão em uma pista de gelo sem atrito. O patinador
tem uma massa de
e está se movendo com velocidade
, enquanto o patinador
tem uma massa de
e está se movendo em direção oposta com velocidade
. Após a colisão, eles se agarram
movem juntos. Qual é a velocidade do sistema após a colisão?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre colisão de patinadores! A questão aborda conservação de quantidade de movimento, que é fundamental na Física para entender como objetos interagem sem atrito. Precisamos calcular a velocidade final dos dois patinadores após eles se agarrarem.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as massas e as velocidades iniciais de cada patinador:
- Patinador A: massa
, velocidade - Patinador B: massa
, velocidade (o sinal negativo indica que está na direção oposta)
Passo 3
A quantidade de movimento (
) de cada patinador é dada por:
Vamos calcular a quantidade de movimento de cada um:
Passo 4
Como não há atrito e não há forças externas atuando no sistema, a quantidade de movimento total antes da colisão é igual à quantidade de movimento total após a colisão. Ou seja:
Passo 5
Vamos somar as quantidades de movimento dos dois patinadores:
Agora, a massa total após a colisão é:
Então, podemos encontrar a velocidade final (
):
Resposta
A velocidade do sistema após a colisão é aproximadamente
na direção positiva.