Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 8.Perguntas Objetivas - Ex. 02
Uma colisão elástica frontal ocorre entre duas bolas de bilhar de massas iguais. Se uma bola vermelha estiver indo para a direita com velocidade e outra azul estiver indo para a esquerda com velocidade antes da colisão, qual afirmação é verdadeira com relação a suas velocidades após a colisão? Despreze quaisquer efeitos de giro.
(a) A bola vermelha vai para a esquerda com velocidade v e a azul vai para a direita com velocidade .
(b) A bola vermelha vai para a esquerda com velocidade v e a azul continua a se mover para a esquerda com uma velocidade .
(c) A bola vermelha vai para a esquerda com velocidade e a azul vai para a direita com velocidade .
(d) Suas velocidades finais não podem ser determinadas porque o momento não é conservado na colisão.
(e) As velocidades não podem ser determinadas sem se conhecer a massa de cada bola.
Passo 1
E aiii gente, tudo bem com vocês?
Vamos fazer uma questãozinha aqui?
Vem comigo!
Resposta (c).
Todas as bolas de bilhar têm a mesma massa e a colisão entre elas pode ser considerada elástica. Os requisitos de conservação de energia cinética e conservação de momento em uma colisão elástica unidimensional são resumidos pelas duas relações:
E
Nesse caso, e as massas se cancelam da primeira equação. Chame a bola azul de #1 e a bola vermelha de #2, então:
Onde Então, as duas equações se tornam:
Passo 2
Adicionar as versões finais dessas equações nos dá:
Substituindo este resultado em [1] ou [2] acima, então:
Resposta
Letra c.