Um carro esportivo de se desloca com velocidade de de leste para oeste em uma estrada horizontal quando colide com um caminhão de que se desloca de oeste para leste na mesma estrada a . Os dois veículos ficam engavetados após a colisão.

a) Qual é a velocidade (módulo, direção e sentido) dos veículos logo após a colisão?

b) Qual deveria ser a velocidade do caminhão para que os dois veículos ficassem parados logo após a colisão?

c) Calcule a variação da energia cinética total do sistema dos dois veículos para a situação descrita na parte (a) e para a situação descrita na parte (b). Em qual das duas situações ocorre a maior variação da energia cinética total?

a) Então pessoal, considerando que não há dissipação de energia, então podemos dizer que o momento linear do sistema se conserva; e se isso acontece, podemos utilizar a lei de conservação do momento linear, que diz o seguinte:

Como o deslocamento ocorre apenas no eixo , então temos que:

Ressaltando que , claro! Aquela soma de massas aparece porque depois da colisão os dois veículos continuam em movimento juntos. Mas o que significa esses termos aí?

massa do carro esportivo;

massa do caminhão;

velocidade inicial do carro esportivo;

velocidade inicial do caminhão;

velocidade do conjunto após a colisão.

Substituindo os valores que temos, encontraremos o seguinte:

O sentido do movimento é para leste, uma vez que é positivo.

b) Se os veículos ficassem parados após a colisão, então , não é mesmo? Substituindo na lei de conservação do momento linear, teremos:

c) Calculando a variação de energia cinética para a parte a):

Calculando a variação de energia cinética para a parte b):

Como a velocidade final é zero, então será zero também, certo? Portanto, teremos:

Quem apresenta maior variação variação de energia cinética é a situação a)!

Valeu, galera! Até a próxima! 😉