Sobre uma mesa de ar sem atrito, o disco de hóquei , com massa , se desloca de encontro ao disco de hóquei , com massa , que inicialmente está em repouso. Depois da colisão, o disco de hóquei possui velocidade igual a da direita para a esquerda e o disco de hóquei possui velocidade da esquerda para a direita.
b) (Vale 12,5 pontos) Sabendo que os discos de hóquei permanecem em contato durante , calcule o módulo da força média sentida por cada disco durante a colisão.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema fala sobre dois discos de hóquei que colidem numa mesa sem atrito. A gente vai usar conceitos de momentum e força média durante a colisão. Precisamos calcular a força que cada disco sente durante o tempo que eles ficam em contato, que é de .

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o momentum (ou quantidade de movimento) é dado por , onde é a massa e é a velocidade. Quando ocorre uma colisão, a mudança no momentum está relacionada com a força aplicada e o tempo de contato através da fórmula:
é

Passo 3

Vamos focar no disco . Ele estava em repouso antes da colisão, então sua velocidade inicial é . Depois da colisão, ele passa a ter uma velocidade de para a direita. A mudança no momentum do disco é:

Passo 4

Agora, substituímos os valores conhecidos. Primeiro, convertendo as massas de gramas para quilogramas:
E a velocidade final é:
Então:

Passo 5

Sabemos que o tempo de contato durante a colisão é de . Usando a fórmula da força média:
é

Resposta

A força média sentida por cada disco durante a colisão é de .

Exercícios relacionados

Sobre uma mesa de ar sem atrito, o disco de hóquei , com massa , se desloca de encontro ao disco de hóquei , com massa , que inicialmente está em repouso. Depois da colisão, o disco de hóquei possui velocidade igual a da direita para a esquerda e o disco de hóquei possui velocidade da esquerda para a direita.
a) (Vale 12,5 pontos) Qual era a velocidade do disco de hóquei antes da colisão?
(F) O efeito Doppler pode ser entendido como a variação da intensidade da onda percebida pelo observador devido a uma velocidade relativa entre a fonte das ondas e o observador.
Um cavalheiro , de massa , move-se sobre um trilho de ar sem atrito e colide frontalmente com um cavaleiro , de massa , que se move com velocidade de da direita para a esquerda após a colisão. Sabendo-se que a colisão é elástica e que, após a colisão, o cavaleiro se movimenta a da direita para a esquerda:
b) (Vale 12,5 pontos) Calcule a velocidade do cavaleiro depois da colisão.
Um cavalheiro , de massa , move-se sobre um trilho de ar sem atrito e colide frontalmente com um cavaleiro , de massa , que se move com velocidade de da direita para a esquerda após a colisão. Sabendo-se que a colisão é elástica e que, após a colisão, o cavaleiro se movimenta a da direita para a esquerda:
a) (Vale 12,5 pontos) Calcule a velocidade do cavaleiro antes da colisão.