Problema 4 Uma massinha de
é lançada horizontalmente com velocidade de
contra um bloco de
que se encontra em repouso sobre uma superfície sem atrito. Após a colisão, a massinha se adere ao bloco. Determine a velocidade final do conjunto massinha-bloco
imediatamente após a colisão.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema fala sobre uma massinha de
que é lançada com uma velocidade de
contra um bloco de
que está parado numa superfície sem atrito. Depois da colisão, a massinha gruda no bloco. Nosso objetivo é encontrar a velocidade final desse conjunto massinha-bloco imediatamente após a colisão. Para resolver isso, vamos usar o conceito de conservação da quantidade de movimento.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é quantidade de movimento. A quantidade de movimento (ou momento linear) de um objeto é dada pela fórmula:
onde
é a quantidade de movimento,
é a massa e
é a velocidade.
Passo 3
Como não há atrito e nenhuma força externa agindo no sistema durante a colisão, a quantidade de movimento total antes da colisão é igual à quantidade de movimento total depois da colisão. Isso é o que chamamos de conservação da quantidade de movimento.
Passo 4
Vamos calcular a quantidade de movimento antes da colisão. O bloco está inicialmente em repouso, então sua velocidade é
. Apenas a massinha está em movimento. Assim:
Passo 5
Após a colisão, a massinha e o bloco se movem juntos com uma velocidade final comum, que vamos chamar de
. A massa total do sistema é a soma das massas:
Passo 6
Aplicando a conservação da quantidade de movimento:
Passo 7
Agora, vamos isolar
para encontrar a velocidade final:
Resposta
A velocidade final do conjunto massinha-bloco imediatamente após a colisão é de
.
Exercícios relacionados
Problema 2 Um corpo de massa
se move com
. Ele se choca com um corpo de massa
, que se move com
. Após a colisão, os dois corpos seguem grudados um ao outro. Qual é a velocidade final dos corpos?
Problema 1 Calcule a massa e o centro de massa dos itens:
(f) Do triangulo e
com densidade constante.
(f) Do triangulo
Problema 5 Uma partícula de massa
e velocidade inicial
colide elasticamente com outra, inicialmente em repouso, de massa
. Após a colisão, a velocidade do corpo
é
, na mesma direção e no sentido oposto ao da velocidade do corpo
. Qual a massa do corpo
em kg ?
Problema 7 Calcule o momento de inercia de uma barra de comprimento
, onde o eixo de rotação é perpendicular a barra e passa a uma distancia
de uma das extremidades da barra.