Sistema de Partículas, Colisão, Momento Angular
Considere as afirmativas abaixo:
(I) Em uma colisão inelástica, o momento linear do sistema nunca é conservado.
(II) A velocidade do centro de massa de um sistema de partículas é sempre constante.
(III) Forças internas nunca alteram o momento linear total de um sistema de partículas.
(IV) O momento linear e o momento angular de um sistema de partículas sempre se conservam sob a ação de um par de forças externas de mesmo módulo, direção e sentidos opostos.
São verdadeiras apenas as afirmativas:
(a) I
(b) III
(c) II e IV
(d) II e III
(e) III e IV
Passo 1
Vamos ver as afirmativas uma por uma!
Afirmativa (I):
O fato da colisão ser inelástica não muda nada! Pro momento linear ser conservado, basta não ter forças externas atuando no sistema, seja a colisão elástica, inelástica ou nenhuma das duas.
Então a afirmativa é falsa.
Passo 2
Afirmativa (II):
Essa propriedade só é válida num caso particular, se a soma das forças externas atuando no sistema é nula!
A afirmativa é falsa.
Passo 3
Afirmativa (III):
A gente sempre fala que o momento linear do sistema se conserva se não tem forças externas atuando né? Isso porque são elas que alteram o momento linear do sistema.
A gente nunca fala das forças internas porque elas não mexem no momento linear, elas justamente são as forças que não são internas.
Portanto, a afirmativa é verdadeira.
Passo 4
Afirmativa (IV):
Que nem a gente já viu algumas vezes nessa questão, pro momento linear se conservar a soma das forças externas tem que ser zero. E a soma de duas forças externas de mesmo módulo, direção e sentidos opostos dá zero, certo? Então nesse caso o momento linear se conserva.
Passo 5
Agora vamos dar uma olhada no momento angular.
Pra ele se conservar, a soma dos torques externos (em relação a um certo eixo) é que tem que dar zero. E o torque realizado por 2 forças externas de mesmo módulo, direção e sentidos opostos pode muito bem dar diferente de zero!
Saca:
As forças e realizam torque em relação ao eixo passando pelo centro de massa da barra!
Então num caso como esse o momento angular não se conserva.
Portanto, a alternativa é falsa.
Resposta
Alternativa (b)