Dois patinadores inicialmente em repouso empurram-se mutuamente numa pista sem atrito. As massas são m1 = 60…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Dois patinadores inicialmente em repouso empurram-se mutuamente numa pista sem atrito. As massas são m1 = 60 kg e m2 = 90 kg; após o impulso, m1 apresenta velocidade de 1,5 m/s para a direita. (a) Determine a velocidade de m2 (módulo e sentido). (b) Explique, em termos das leis de Newton, por que as forças entre eles não violam a conservação do momento linear.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
(a) Conservando o momento linear do sistema isolado: m1·v1 + m2·v2 = 0 ? v2 = - (m1·v1)/m2 = - (60 kg·1,5 m/s)/90 kg = -1,0 m/s. Módulo = 1,0 m/s, sentido oposto (esquerda). (b) Durante o empurrão as forças entre os patinadores são iguais em módulo e opostas (terceira lei de Newton); essas forças internas produzem impulsos iguais e opostos, de modo que o impulso total e, portanto, o momento linear total do sistema permanecem constantes na ausência de forças externas.
Explicação
A conservação do momento linear é garantida pela interação entre os patinadores, onde as forças que se exercem mutuamente são iguais e opostas, conforme a terceira lei de Newton. Isso significa que, embora eles se empurrem, o momento linear total do sistema não muda, já que as forças internas se cancelam. Assim, a velocidade de um patinador é determinada pela velocidade do outro, mantendo o momento linear do sistema constante.
Raio-X da questão
conservação do momento linear
avaliacao
conservação do momento linear · leis de Newton
Revisar as leis de Newton e a conservação do momento linear.
O aluno pode confundir a relação entre as massas e as velocidades, não aplicando corretamente a conservação do momento linear.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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