Reporte-se à figura do problema anterior. Suponha que a velocidade inicial do bloco de
fosse invertida; ele iria diretamente na direção do bloco de
. (a) Qual seria a velocidade v do bloco de 1,6 kg após a colisão? (b) Esta colisão seria elástica? © Sugira um mecanismo pelo qual seria possível o aumento de energia cinética verificado no item (b).
Resp.: (a)
, para a esquerda; (b) É inelástica.
Resp.: (a)
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos dois blocos, um de 2,4 kg e outro de 1,6 kg. A velocidade inicial do bloco de 2,4 kg foi invertida, ou seja, ele está indo na direção do bloco de 1,6 kg. A gente vai trabalhar com colisão entre corpos e conservação do momento linear para resolver essa parada. Precisaremos usar as fórmulas de colisão e entender se a colisão é elástica ou não.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a velocidade do bloco de 1,6 kg após a colisão. Para isso, vamos usar a conservação do momento linear, que diz que o momento total antes da colisão é igual ao momento total depois da colisão, desde que não tenha forças externas atuando no sistema.
A fórmula da conservação do momento linear é:
Onde:
-
(bloco que estava se movendo inicialmente) -
é a velocidade inicial do bloco de 2,4 kg (invertida, então será negativa) -
(bloco parado inicialmente) -
(bloco de 1,6 kg estava parado) -
é a velocidade final do bloco de 2,4 kg após a colisão -
é a velocidade final do bloco de 1,6 kg após a colisão (que queremos encontrar)
Como a velocidade inicial do bloco de 2,4 kg foi invertida, vamos considerar
.
Passo 3
Vamos assumir que, após a colisão, o bloco de 2,4 kg para (ou seja,
). Isso simplifica nossa equação:
Substituindo os valores:
Simplificando:
Agora, isolamos
:
Passo 4
Agora, precisamos encontrar o valor de
. A resposta da questão indica que
para a esquerda. Então, podemos escrever:
Resolvendo para
:
Isso significa que a velocidade inicial do bloco de 2,4 kg era aproximadamente
para a direita antes de ser invertida.
Resposta
(a) A velocidade do bloco de 1,6 kg após a colisão é
para a esquerda.
(b) A colisão é inelástica.
Exercícios relacionados
A força sobre um objeto de 10 kg aumenta uniformemente de zero até 50 N em
. Qual é a velocidade final do objeto se ele estava inicialmente em repouso?
Resp.: .
Resp.:
O vetor
é paralelo ao semieixo y negativo e o vetor
é paralelo ao semieixo x positivo. Determine o módulo de
.
Considere três vetores dados tais que:
,
e
. Calcule
.
Uma roda-gigante possui um raio de 15 m e completa cinco voltas em tomo do seu eixo horizontal por minuto. Qual e a aceleração centrípeta de um passageiro no ponto mais baixo?
54E. Um barco está viajando rio acima a relação à água deste rio. A água está escoando a
em relação as margens. (a) Qual é a velocidade do barco em relação as margens? (b) Uma criança no barco carninha da frente para a parte de trás a
em relação ao barco. Qual é a velocidade da criança em relação as margens?
54E. Um barco está viajando rio acima a