Questão 5: Os blocos
e
, de massas 2 kg e 4 kg respectivamente, colidem quando trafegam sobre um trilho horizontal e sem atrito. O bloco
se move inicialmente para a direita com velocidade
em relação ao trilho, enquanto o bloco
está parado. Depois da colisão, o bloco C se move para a esquerda com velocidade
.
0,6
ponto) De acordo com o referencial adotado na figura (eixo
), qual será a variação de momento linear do bloco D. Justifique.
0,6
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
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
. 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 (
) de um objeto é dado pela fórmula:
onde
é a massa e
é a velocidade.
Passo 3
Vamos calcular o momento inicial de cada bloco. O bloco C está se movendo, então seu momento inicial é:
O bloco D está parado, então seu momento inicial é:
Passo 4
Após a colisão, o bloco C tem uma nova velocidade de
(negativo porque está indo para a esquerda). Então, o momento final do bloco C é:
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:
Passo 6
Resolvendo a equação para
:
Passo 7
Agora, a variação do momento linear do bloco D (
) é a diferença entre o momento final e o inicial:
Resposta
A variação do momento linear do bloco D é de
para a direita.