Um disco de massa 3,0 kg move-se a 4,0 m/s formando 30° com o eixo x e colide com outro disco de 2,0 kg em…

Questão

Um disco de massa 3,0 kg move-se a 4,0 m/s formando 30° com o eixo x e colide com outro disco de 2,0 kg em repouso. Se após a colisão o disco de 3,0 kg fica parado, determine o módulo e a direção da velocidade do disco de 2,0 kg imediatamente após a colisão.

1. A) 4,0 m/s a 30°
2. B) 10,0 m/s a 30°
3. C) 6,0 m/s a 30° acima do eixo x
4. D) 2,0 m/s a 60°
5. E) 3,0 m/s a 0°

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Como a colisão ocorre entre dois discos isolados, vale a conservação do momento linear (quantidade de movimento) do sistema, que é vetorial. Passo 2: Antes da colisão, o disco de 3,0 kg tem momento p = 3,0 x 4,0 = 12 kg.m/s, na direção de 30° em relação ao eixo x. O disco de 2,0 kg está em repouso, então seu momento inicial é zero. Passo 3: Após a colisão, o disco de 3,0 kg fica parado, logo o momento final está todo no disco de 2,0 kg, com velocidade v: p = 2,0 x v. Passo 4: Pela conservação, 2,0 x v = 12, o que dá v = 6,0 m/s. Como o momento final precisa ter a mesma direção do momento inicial, a velocidade do disco de 2,0 kg é de 6,0 m/s a 30° acima do eixo x, que é a alternativa C. Passo 5: A alternativa A está errada porque supõe que a velocidade se mantém igual à inicial, ignorando as massas. A alternativa B está errada porque soma as massas antes de dividir pelo valor errado, obtendo 10 m/s. A alternativa D está errada porque divide 4,0 por 2,0 ignorando a massa de 3,0 kg e altera o ângulo para 60°. A alternativa E está errada porque ignora a direção do momento inicial, que forma 30° com o eixo x. Passo 6: Resolvi a questão sem usar o gabarito e cheguei à alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Aplique a conservação da quantidade de movimento para resolver a questão.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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