Dois carrinhos colidem perfeitamente de forma inelástica: m1 = 0,50 kg com v1 = 2,00 m/s; m2 = 1,50 kg…

Questão

Dois carrinhos colidem perfeitamente de forma inelástica: m1 = 0,50 kg com v1 = 2,00 m/s; m2 = 1,50 kg inicialmente em repouso. Usando conservação do momento p = m v, calcule a velocidade final comum v_f (m/s) após a colisão.

1. A) v_f = 1,00 m/s, pois a colisão é elástica.
2. B) v_f = 0,75 m/s, média das velocidades iniciais.
3. C) v_f = 0,50 m/s na direção do movimento inicial de m1.
4. D) v_f = 2,00 m/s, resultante da soma dos momentos.
5. E) v_f = 1,50 m/s, já que m2 estava em movimento.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. m1 = 0,50 kg com v1 = 2,00 m/s; m2 = 1,50 kg em repouso (v2 = 0). Na colisão perfeitamente inelástica os carrinhos ficam unidos, com velocidade final comum v_f.
2. Aplique a conservação do momento linear. O momento total antes da colisão é p_antes = m1 * v1 + m2 * v2 = 0,50 * 2,00 + 1,50 * 0 = 1,00 kg·m/s.
3. Após a colisão, a massa total é (m1 + m2) = 0,50 + 1,50 = 2,00 kg, movendo-se com velocidade comum v_f. Logo p_depois = 2,00 * v_f.
4. Iguale os momentos: 2,00 * v_f = 1,00, então v_f = 0,50 m/s, no mesmo sentido do movimento inicial de m1. Essa é a alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
5. Por que as outras estão erradas. A: uma colisão perfeitamente inelástica não é elástica e a velocidade não pode aumentar em relação à de m1 ao se juntar um corpo parado. B: a média simples das velocidades ignora as massas, que precisam ser ponderadas pelo momento. D: 2,00 m/s é a velocidade inicial de m1, e a soma dos momentos não se traduz em velocidade sem dividir pela massa total. E: 1,50 m/s é o valor da massa m2, não uma velocidade, e o carrinho em repouso não ganha velocidade maior que a do outro ao colidir.

💡 Dica: Aplique a fórmula da conservação do momento para encontrar a velocidade final.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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