UFF, Física 1, Prova 2, 2016.1
Assinale a alternativa verdadeira concernente ao centro de massa de um sistema de corpos.
(A) Toda a massa do sistema está concentrada em seu centro de massa.
(B) O centro de massa de um sistema pode estar localizado fora do sistema.
(C) Se aplicarmos forças externas ao sistema, o centro de massa não muda.
(D) A velocidade do centro de massa de objetos colidentes de um sistema pode mudar após a colisão.
(E) A velocidade do centro de massa de um sistema de corpos permanece constante se a resultante das forças externas aplicadas ao sistema for nula.
Passo 1
Vamos analisar cada uma das afirmativas, começando pela (A):
Toda a massa do sistema está concentrada em seu centro de massa.
Falso. A massa de um sistema se distribui por ele. O centro de massa é o ponto onde podemos concentrar toda essa massa distribuída num sistema para facilitar estudos em que trabalhamos com corpos como se fossem partículas pontuais.
Passo 2
(B) O centro de massa de um sistema pode estar localizado fora do sistema.
Falso. O centro de massa pode estar localizado fora de um corpo, dependendo da forma do mesmo. No entanto, sempre estará localizado no sistema estudado.
Passo 3
(C) Se aplicarmos forças externas ao sistema, o centro de massa não muda.
Falso.
Quando o somatório de forças externas em um sistema não for zero, teremos que
O momento linear do sistema irá variar, sendo assim a velocidade do centro de massa também irá variar e se a velocidade varia o deslocamento do centro de massa no tempo também irá variar.
Passo 4
(D) A velocidade do centro de massa de objetos colidentes de um sistema pode mudar após a colisão.
Numa colisão, o somatório de forças externas é zero, logo haverá conservação de momento linear.
Podemos lembrar que a velocidade do centro de massa é dada por
Então se o momento linear é constante, temos que a velocidade do centro de massa irá se conservar
Passo 5
(E) A velocidade do centro de massa de um sistema de corpos permanece constante se a resultante das forças externas aplicadas ao sistema for nula.
Como vimos no passo 4, essa afirmativa é verdadeira.
Passo 6
Passo 7
Resposta
(E) A velocidade do centro de massa de um sistema de corpos permanece constante se a resultante das forças externas aplicadas ao sistema for nula.