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Enunciado

Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 9.9 - Ex. 57

Um bloco de 5,0   k g   com uma velocidade escalar de 3,0   m / s colide com um bloco de 10   k g com uma velocidade escalar de   2,00   m / s que se move na mesma direção e sentido. Após a colisão, o bloco de   10   k g passa a se mover no mesmo sentido com uma velocidade de 2,5   m / s . (a) Qual é a velocidade do bloco de 5,0   k g imediatamente após a colisão? (b) De quanto varia a energia cinética total do sistema dos dois blocos por causa da colisão? (c) Suponha que a velocidade do bloco de 10   k g após o choque é 4,0   m / s . Qual é, nesse caso, a variação da energia cinética total? (d) Explique o resultado do item (c).

Passo 1

  1. Oi, galerinha! Tudo bom? A boa desse exercíco é escolher um eixo x apontando no sentido inicial de movimento dos blocos.

    2. De acordo com a lei de conservação do momento, temos que :

    m 1 v 1 i + m 2 v 2 i = m 1 v 1 f + m 2 v 2 f

    5 k g 3 m s + 10 k g 2 m s = 5 k g v 1 f + 10 k g 2,5 m s

    Isolando v 1 f ,

    v 1 f = 2   m / s

    o que nos dá v 1 f = 2   m / s . Assim, a velocidade do bloco de   5,0   k g imediatamente após a colisão é 2,0   m / s .

    Passo 2

  2. Nós temos que,

    3. K = m v 2 2

    E pela variação da energia cinética total,

    ∆ K = K f - K i

    Substituindo os valores,

    ∆ K = 5 2 2 2 + 10 2,5 2 2 - 5 3 2 2 - 10 2 2 2

    ∆ K = - 1,25 J ≅ - 1,3 J

    Passo 3

  3. Bom pessoal, nessa nova situação em que v 2 f   =   4,0   m / s , a lei de conservação do momento nos dá que:

m 1 v 1 i + m 2 v 2 i = m 1 v 1 f + m 2 v 2 f

5 k g 3 m s + 10 k g 2 m s = 5 k g v 1 f + 10 k g 4 m s

v 1 f   =   - 1,0 m s

Dessa forma , obtemos que :

∆ K = K f - K i

∆ K = 5 - 1 2 2 + 10 4 2 2 - 5 3 2 2 - 10 2 2 2 = + 40 J

Passo 2

Bom pessoal , o aumento de energia cinética é possível se, por exemplo, existir um pouco de pólvora no local do impacto . Nesse caso, a energia química poderá se transformar em energia mecânica .

Resposta

Respectivamente :

v 1 f = 2 m s

∆ K ≅ - 1,3 J

∆ K = + 40 J

O aumento de energia cinética é possível se, por exemplo, existir um pouco de pólvora no local do impacto .

Tranquilo galera? Bora resolver mais questões então

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