Questão 5: Os blocos C e D, de massas 2 kg e 4 kg respectivamente, colidem quando trafegam sobre um trilho horizontal e sem atrito. O bloco C se move inicialmente para a direita com velocidade 0,6 m / s em relação ao trilho, enquanto o bloco D está parado. Depois da colisão, o bloco C se move para a esquerda com velocidade 0,2 m / s.
0,6
(0,5 ponto) De acordo com o referencial adotado na figura (eixo x ), qual será a variação de momento linear do bloco D. Justifique.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos dois blocos, o C de 2 kg e o D de 4 kg, que colidem em um trilho sem atrito. O bloco C está se movendo para a direita com uma velocidade de 0,6 , m/s e o bloco D está parado. Depois da colisão, o bloco C muda de direção e se move para a esquerda com uma velocidade de 0,2 , m/s. Nosso objetivo é encontrar qual foi a variação do momento linear do bloco D. Para resolver isso, vamos usar o conceito de conservação do momento linear.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o momento linear ( p) de um objeto é dado pela fórmula:
p = m times v
onde m é a massa e v é a velocidade.

Passo 3

Vamos calcular o momento inicial de cada bloco. O bloco C está se movendo, então seu momento inicial é:
pCinicial = mC times vCinicial = 2, kg times 0,6, m/s = 1,2, kg·m/s
O bloco D está parado, então seu momento inicial é:
pDinicial = mD times vDinicial = 4, kg times 0, m/s = 0, kg·m/s

Passo 4

Após a colisão, o bloco C tem uma nova velocidade de -0,2, m/s (negativo porque está indo para a esquerda). Então, o momento final do bloco C é:
pCfinal = mC times vCfinal = 2, kg times (-0,2, m/s) = -0,4, kg·m/s

Passo 5

Como não há forças externas agindo no sistema, o momento total antes da colisão é igual ao momento total depois da colisão. Portanto:
ptotal inicial = ptotal final
1,2, kg·m/s + 0, kg·m/s = -0,4, kg·m/s + pDfinal
1,2 = -0,4 + pDfinal

Passo 6

Resolvendo a equação para pDfinal:
pDfinal = 1,2 + 0,4 = 1,6, kg·m/s

Passo 7

Agora, a variação do momento linear do bloco D ( De) é a diferença entre o momento final e o inicial:
De

Resposta

A variação do momento linear do bloco D é de 1,6, kg·m/s para a direita.

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