Num plano sem atrito, um disco m1 = 0,25 kg desloca-se para leste com v1i = +6,00 m/s e colide elasticamente…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Num plano sem atrito, um disco m1 = 0,25 kg desloca-se para leste com v1i = +6,00 m/s e colide elasticamente com m2 = 0,50 kg em repouso. Determine as velocidades finais v1f e v2f (m/s), indicando direções. Considere sentido leste positivo.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Para colisão elástica unidimensional: v1f = (m1-m2)/(m1+m2)·v1i e v2f = 2·m1/(m1+m2)·v1i. Substituindo: v1f = (0,25-0,50)/(0,75)·6,00 = (-0,25/0,75)·6,00 = -2,00 m/s (oeste). v2f = (2·0,25/0,75)·6,00 = (0,50/0,75)·6,00 = 4,00 m/s (leste). Verificação: p_i = 0,25·6,00 = 1,50 N·s; p_f = 0,25·(-2,00)+0,50·4,00 = -0,50+2,00 = 1,50 N·s. Energia cinética: Ki = 0,5·0,25·6,00^2 = 4,50 J; Kf = 0,5·0,25·(-2,00)^2 + 0,5·0,50·4,00^2 = 0,50+4,00 = 4,50 J, confirmando elasticidade.
Explicação
A solução utiliza as fórmulas específicas para colisões elásticas unidimensionais, que garantem a conservação da quantidade de movimento e da energia cinética. Os cálculos das velocidades finais são realizados corretamente, levando em conta as massas dos objetos e suas velocidades iniciais. A verificação da conservação da quantidade de movimento e da energia cinética confirma que as equações foram aplicadas de forma adequada.
Raio-X da questão
colisão elástica
avaliacao
conservação da quantidade de movimento · colisões elásticas
Revisar as leis de conservação em colisões elásticas.
O aluno pode confundir as direções das velocidades finais, atribuindo valores incorretos aos vetores resultantes da colisão.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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