Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 66
Três vagões conectados estão se movendo em uma estrada de ferro e se acoplam com um quarto vagão, que estava inicialmente em repouso. Os quatro vagões continuam se movendo e se acoplam com um quinto vagão, que estava inicialmente em repouso. Esse processo continua até que a velocidade final do conjunto de vagões seja igual a um quinto da velocidade inicial dos três vagões. Todos os vagões são idênticos. Desprezando o atrito, quantos vagões existem no conjunto final de vagões?
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente determinar o número de vagões no conjunto final, depois dos acoplamentos, que vamos tratar como colisões.
Essa questão é relativamente simples, assim como vocês verão! Como estamos falando de colisões contínuas, podemos utilizar a conservação de momento linear para tentarmos descobrir a quantidade de vagões existentes no conjunto final de vagões. Como o movimento acontece somente em , então temos:
Ademais, temos que enfatizar algumas informações importantes, ok? A primeira delas é que os vagões são iguais, o que implica em massas idênticas. A segunda informação importante é que , de acordo com o enunciado! Sabendo disso, nosso problema se torna bem tranquilo de ser resolvido, então bora lá!
Passo 2
Seja o número de vagões pertencentes ao conjunto final, podemos escrever aquela expressão do momento linear da seguinte forma:
Mas por que aparece aquele número ali? É porque, inicialmente, há três vagões! Continuando, teremos:
Logo, temos:
Valeu, galera! Até a próxima! 😉