Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 92
Compartilhamento de energia. Um objeto com massa , inicialmente em repouso, explode em dois fragmentos, um com massa e o outro com massa , onde . a) Se a energia é liberada na explosão, quanta energia cinética cada fragmento terá imediatamente após a colisão? b) Qual porcentagem da energia total liberada cada fragmento obtém quando um fragmento possui quatro vezes a massa do outro?
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente determinar a energia cinética de cada fragmento após a colisão, considerando a energia liberada na explosão e (b) a porcentagem da energia total liberada que cada fragmento obtém quando um fragmento possui quatro vezes a massa do outro.
Quando o objeto de massa explode, lança as duas metades de massa e para cada lado. Então, vamos usar o princípio da conservação de energia e de momento para descrever o problema. Vamos supor que inicialmente o objeto parta do repouso antes da explosão, ou seja . Isso indica também ser nula a energia inicial do sistema.
Vamos lá!
Passo 2
a) Usando a conservação de energia, temos que:
Onde é o calor liberado na explosão.
Já trabalhando com a conservação de momento, teremos que:
Substituindo na equação anterior, ficamos com:
Assim podemos escrever que:
Logo a Enegia cinética de será:
Passo 3
b) Seja a massa , temos a energia cinética do primeiro fragmento dada por:
E a energia cinética do segundo fragmento dada por:
Valeu, galera! Até a próxima! 😉