Suponha que a colisão da questão anterior seja inelástica e os dois blocos fiquem grudados após a colisão. Dessa forma, calcule a velocidade desse conjunto após a colisão e compare a energia cinética antes e após a colisão.
e
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma colisão inelástica, onde dois blocos se juntam e continuam se movendo juntos depois do impacto. A gente vai calcular a velocidade final desse conjunto após a colisão e depois comparar a energia cinética antes e depois desse choque. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre conservação do momento linear e energia cinética.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma colisão inelástica. Nesse tipo de colisão, os objetos que colidem não só trocam energia, mas também ficam grudados, ou seja, se movem juntos após o choque. A grande vantagem aqui é que a conservação do momento linear é válida mesmo em colisões inelásticas.
Passo 3
Vamos usar a fórmula da conservação do momento linear. Se temos dois blocos com massas
e
e velocidades antes da colisão
e
, a velocidade final
do conjunto unido é dada por:
Nesse exercício, como não temos as massas, mas já temos a velocidade final
, vamos focar na comparação das energias cinéticas.
Passo 4
Agora, vamos calcular a energia cinética antes e depois da colisão. A energia cinética é dada pela fórmula:
Sabemos que antes da colisão a energia cinética era
e depois ficou
.
Passo 5
Vamos comparar as energias cinéticas. A perda de energia é comum nas colisões inelásticas porque parte da energia se transforma em outras formas, como calor ou deformação dos objetos.
Calculando a diferença:
Isso mostra que houve uma perda de 0,4 Joules de energia cinética na colisão.
Resposta
Após a colisão, a velocidade do conjunto dos blocos é de
. A energia cinética antes da colisão era de
e após a colisão passou para
, indicando uma perda de
.