Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 8.3 - Ex. 37
Em um cruzamento da cidade de São Paulo, um carro compacto com massa de que se deslocava de oeste para leste colide com uma picape com massa de que se deslocava do sul para o norte e avançou o sinal vermelho (Figura ). Em virtude da colisão, os dois veículos ficam engavetados e após a colisão eles se deslocam a na direção a nordeste. Calcule o módulo da velocidade de cada veículo antes da colisão. Estava chovendo muito durante a colisão, e o atrito entre os veículos e a estrada pode ser desprezado.
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente calcular o módulo da velocidade de cada veículo antes da colisão.
De início, o que precisa ser considerado é que o momento linear desse sistema se conserva, tudo bem? O momento se conserva porque a questão despreza as forças externas que atuam sobre os carros. Dessa forma, isso nos possibilita utilizar a lei de conservação do momento linear para cada eixo separadamente, ok? Para o eixo , teremos o seguinte:
Sabendo que e que os carros andam juntos após a colisão, então teremos:
Note que o carro que está andando na vertical (picape) não possui componente de velocidade em antes da colisão, o que faz sentido, não é mesmo? Ademais, nossos dados são:
massa do carro compacto;
velocidade inicial do carro compacto;
massa da picape;
velocidade do conjunto em após a colisão.
Então, basta substituir os dados na nossa igualdade de momentos lineares, com as devidas considerações e encontrar o que se pede. Vamos lá!
Passo 2
Substituindo os valores que temos para a expressão que criamos no passo , teremos:
E como o carro compacto só tem componente horizontal antes do impacto, esse é o módulo de sua velocidade.
Passo 3
Agora que escrevemos a lei para o eixo , basta escrevermos-a também para o eixo :
Sabendo que e que os carros andam juntos após a colisão, então teremos:
Note que o carro que está andando na horizontal (compacto) não possui componente de velocidade em antes da colisão, o que faz sentido, não é mesmo? Ademais, nossos dados são:
velocidade inicial da picape;
velocidade do conjunto em após a colisão.
Passo 4
Substituindo os valores que nos foram dados, teremos:
E como a picape só tem componente vertical antes do impacto, esse é o módulo de sua velocidade.
Valeu, galera! Até a próxima! 😉