Questão 1
(Udesc) Em uma colisão elástica frontal (em uma dimensão) entre duas partículas de massas m1 e m2, a partícula 2 estava em repouso antes da colisão. Analise as proposições em relação à colisão.
I. A quantidade de movimento e a energia cinética do sistema se conservam.
II. Se as massas são iguais, a magnitude da velocidade adquirida pela partícula 2, após a colisão, é igual à magnitude da velocidade da partícula 1, antes da colisão.
III. Se m1 é maior que m2, a magnitude da velocidade adquirida pela partícula 2, após a colisão, será maior que a magnitude da velocidade da partícula 1, antes da colisão.
IV. Se m1 é menor que m2, o vetor velocidade da partícula 1, após a colisão, é igual ao vetor velocidade que ela tinha antes da colisão.
Assinale a alternativa correta:
a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
d) Somente a afirmativa II é verdadeira.
e) Somente a afirmativa IV é verdadeira.
Questão 2
(ESPCEX) Dois caminhões de massa m1=2,0 ton e m2=4,0 ton, com velocidades v1=30 m/s e v2=20 m/s, respectivamente, e trajetórias perpendiculares entre si, colidem em um cruzamento no ponto G e passam a se movimentar unidos até o ponto H, conforme a figura abaixo. Considerando o choque perfeitamente inelástico, o módulo da velocidade dos veículos imediatamente após a colisão é:
a) 30 km/h
b) 40 km/h
c) 60 km/h
d) 70 km/h
e) 75 km/h
Questão 3
Um objeto de massa m movimenta-se com velocidade V. Em certo instante, ele colide contra outro objeto de mesma massa que estava inicialmente em repouso. Após a colisão, os dois objetos movimentam-se juntos. Marque a opção que indica a velocidade do conjunto formado pelos dois corpos após a colisão e o coeficiente de restituição dessa colisão.
a) 0,5v e 0,8
b) v e 1
c) 0,5 v e 1
d) 0,75 v e 0
e) 0,5 v e 0.
Questão 4
A respeito dos tipos de colisão e de seus valores de coeficiente de restituição, marque o que for correto.
a) O coeficiente de colisão para um choque parcialmente elástico será sempre maior que 0 e menor ou igual a 1.
b) Na colisão parcialmente elástica, sempre haverá conservação parcial da quantidade de movimento, portanto, o coeficiente de restituição será sempre 0,5.
c) Na colisão inelástica, não há velocidade relativa de aproximação entre os corpos, o que faz com que o coeficiente de restituição dessa colisão seja nulo.
d) A energia cinética é totalmente conservada na colisão do tipo perfeitamente elástica.
e) Na colisão perfeitamente elástica, há conservação total da energia cinética e conservação parcial da quantidade de movimento.
Resposta Questão 1
LETRA “C”
I: VERDADEIRA
II: VERDADEIRA
III: VERDADEIRA
IV: FALSA. Em relação ao módulo e à direção, a velocidade não sofre alteração, mas o sentido é oposto, logo, os vetores velocidade antes e depois da colisão não são iguais.
Resposta Questão 2
LETRA “C”
As quantidades de movimento de cada caminhão serão calculadas por:
Q1 = m1 . V1
Q1 = 2 . 103 . 30
Q1 = 6 . 104 kgm/s
Q2 = m2 . V2
Q2 = 4 . 103 . 20
Q2 = 8 . 104 kgm/s
Há um ângulo de 90° entre as quantidades de movimento dos caminhões. Sendo essa uma grandeza vetorial, a quantidade de movimento resultante (QR) advém de uma soma vetorial:
QR2 = Q12 + Q22
QR2 = ( 6 . 104)2 + (8 . 104 )2
QR2 = 36 . 108 + 64 . 108
QR2 = 100 . 108
QR2 = 102 . 108
QR2 = 1010
QR = (1010)1/2
QR= 105 kgm/s
Como a colisão é do tipo perfeitamente inelástica, após sua ocorrência, os corpos permanecem grudados. Sendo assim, podemos determinar a quantidade de movimento resultante como:
QR= (m1 + m2) . V
105 = ( 2 . 103 + 4 . 103 ) . V
105 = 6 . 103 .V
V = (105 ÷ 6 . 103)
V = 102 ÷ 6
Para transformar em km/h, deve-se multiplicar o valor por 3,6:
V = 3,6 (102 ÷ 6)
V = 360 ÷ 6
V = 60 km/h
Resposta Questão 3
LETRA “E”
A velocidade do conjunto pode ser determinada pela conservação da quantidade de movimento:
QINICIAL = Q FINAL
m.v = (m+m).V
m.v = 2m . V
v = 2.V
V = v / 2
V = 0,5 v
Os objetos permanecem grudados após a colisão, o que indica uma colisão perfeitamente inelástica. Sendo assim, o valor do coeficiente de restituição é zero, uma vez que não há velocidade relativa de afastamento entre os objetos.
Resposta Questão 4
LETRA “D”
a) ERRADA. Nas colisões parcialmente elásticas, o coeficiente de restituição será sempre maior que zero e menor que um (0 < e < 1), mas nunca será igual a um.
b) ERRADA: Na colisão parcialmente elástica, o coeficiente de restituição pode assumir qualquer valor entre 0 e 1.
c) ERRADA: Na colisão perfeitamente inelástica, não há velocidade relativa de afastamento entre os objetos que colidem.
d) CORRETA.
e) ERRADA: Na colisão perfeitamente elástica, a energia cinética e a quantidade de movimento sempre serão conservadas.
