Um carrinho m1 = 1 kg deslocando-se a 3 m/s colide e gruda em repouso com m2 = 2 kg. Determine a velocidade…
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
Um carrinho m1 = 1 kg deslocando-se a 3 m/s colide e gruda em repouso com m2 = 2 kg. Determine a velocidade comum imediatamente após o choque (inelástico total).
- A) 2 m/s
- B) 0,5 m/s
- C) 1 m/s
- D) 4 m/s
- E) 3 m/s
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o princípio. Como o choque é inelástico total, o sistema é isolado e vale a conservação da quantidade de movimento (momento linear): antes e depois do choque, o momento total é o mesmo. Passo 2: Calcule o momento antes do choque. Só o carrinho m1 está em movimento, então Q_antes = m1 x v1 = 1 kg x 3 m/s = 3 kg.m/s. O carrinho m2 está em repouso e contribui com zero. Passo 3: Escreva o momento depois do choque. Os dois carrinhos grudam e seguem juntos com velocidade comum v, com massa total m1 + m2 = 1 kg + 2 kg = 3 kg, então Q_depois = 3 kg x v. Passo 4: Iguale os momentos: 3 = 3 x v, logo v = 1 m/s. Passo 5: Compare com o gabarito oficial. O resultado coincide com a alternativa C, que é a correta. Por que as outras estão erradas: A) 2 m/s não respeita a conservação, pois daria momento de 6 kg.m/s; B) 0,5 m/s também não conserva o momento, pois daria 1,5 kg.m/s; D) 4 m/s aumentaria a velocidade após o choque, o que é impossível em uma colisão sem fonte de energia; E) 3 m/s manteria a velocidade inicial, ignorando que a massa total aumentou e que o momento precisa ser dividido pelas três unidades de massa.
💡 Dica: Use a conservação da quantidade de movimento para resolver.
Alternativa por alternativa
Provavelmente usou a massa de m2 no lugar da massa total, calculando 2 x 3 / 3 = 2 m/s, ou seja, esqueceu de somar m1 ao denominador.
Por que engana: O aluno pode confundir a conservação da quantidade de movimento com a conservação da energia, aplicando a fórmula errada para calcular a velocidade após o choque.
Provavelmente dividiu a velocidade inicial pela massa total errada, como 3 / 6, somando incorretamente as massas ou multiplicando a massa de m2 por 2 no denominador.
Conservação do momento linear: v = (m1 v1 + m2 v2)/(m1+m2) = (1·3 + 2·0)/3 = 1 m/s.
Acredita que a velocidade final é a soma das velocidades dos carrinhos (3 + 1), como se o carrinho parado fosse 'empurrado' pelo outro e ganhasse velocidade própria.
Supõe que a velocidade do conjunto permanece igual à do carrinho que se move, ignorando que a massa do carrinho em repouso precisa ser incorporada e que o momento se distribui por uma massa maior.
Raio-X da questão
choque inelástico
avaliacao
conservacao da quantidade de movimento · choque inelástico
Revisar a conservação da quantidade de movimento em colisões inelásticas.
O aluno pode confundir a conservação da quantidade de movimento com a conservação da energia, aplicando a fórmula errada para calcular a velocidade após o choque.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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