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.

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.

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