Explique por que a velocidade do centro de massa é constante durante uma colisão?
a.
b. As duas forças são iguais
c. as velocidades se cancelam
d. aumento total do impulso
a.
b. As duas forças são iguais
c. as velocidades se cancelam
d. aumento total do impulso
Passo 1
Vamos resolver uma questão de física que fala sobre por que a velocidade do centro de massa permanece constante durante uma colisão. Esse assunto está ligado às leis de conservação de momento e às forças envolvidas nas colisões. Para resolver, vamos precisar entender como as forças internas e externas afetam o movimento do centro de massa.
Passo 2
Primeiro, lembra que o centro de massa de um sistema de partículas é um ponto imaginário que representa a média ponderada das posições de todas as partículas. A velocidade do centro de massa, $ V_{cm} $, depende do momento total do sistema.
Passo 3
Quando ocorre uma colisão, as forças internas entre as partículas se cancelam porque são iguais e opostas, conforme a terceira lei de Newton. Portanto, só precisamos considerar as forças externas que atuam no sistema.
Passo 4
Se a força resultante das forças externas, $ F_{resultante}^{externas} $, for zero, não há mudança no momento total do sistema. Isso significa que a velocidade do centro de massa permanece constante, já que não há aceleração agindo sobre ele.
Passo 5
Vamos analisar as opções:
a. $ F_{resultante}^{externas} = 0 $ – Isso significa que não há forças externas agindo, o que mantém $ V_{cm} $ constante.
b. As duas forças são iguais – Isso não garante que o centro de massa tenha velocidade constante.
c. As velocidades se cancelam – Não necessariamente, isso não explica a constância de $ V_{cm} $.
d. Aumento total do impulso – O impulso está relacionado à mudança de momento, mas aqui o impulso total externo é zero.
a. $ F_{resultante}^{externas} = 0 $ – Isso significa que não há forças externas agindo, o que mantém $ V_{cm} $ constante.
b. As duas forças são iguais – Isso não garante que o centro de massa tenha velocidade constante.
c. As velocidades se cancelam – Não necessariamente, isso não explica a constância de $ V_{cm} $.
d. Aumento total do impulso – O impulso está relacionado à mudança de momento, mas aqui o impulso total externo é zero.
Resposta
A resposta correta é a letra a.