A partícula I prossegue movendo-se sobre o plano horizontal, até colidir com a partícula II, inicialmente em repouso. O gráfico v x t abaixo, descr...

Para determinar a massa da partícula II, podemos utilizar a conservação do momento linear. Antes da colisão, a partícula I tem uma velocidade de 4 m/s e a partícula II está em repouso, portanto, o momento linear total do sistema é: p = m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * 4 + 0 = m1 * 4 Após a colisão, as partículas se movem juntas com uma velocidade de 2 m/s. Usando novamente a conservação do momento linear, temos: p = (m1 + m2) * v = (m1 + m2) * 2 Igualando as duas expressões para o momento linear, temos: m1 * 4 = (m1 + m2) * 2 Simplificando, temos: 2m1 = m1 + m2 m2 = m1 Portanto, a massa da partícula II é igual à massa da partícula I, que é dada como 0,10 kg. Para determinar a perda de energia decorrente da colisão, podemos utilizar a conservação da energia mecânica. Antes da colisão, a energia mecânica total do sistema é dada pela energia cinética da partícula I: Ei = (1/2) * m1 * v1² = (1/2) * 0,2 * 16 = 1,6 J Após a colisão, as partículas se movem juntas com uma velocidade de 2 m/s. A energia mecânica total do sistema após a colisão é dada pela energia cinética das partículas juntas: Ef = (1/2) * (m1 + m2) * v² = (1/2) * 0,4 * 4 = 0,8 J A perda de energia é dada pela diferença entre a energia mecânica inicial e final: ΔE = Ei - Ef = 1,6 - 0,8 = 0,8 J Portanto, a perda de energia decorrente da colisão é de 0,8 J. Para determinar o módulo da força de interação que age sobre cada uma das partículas durante a colisão, podemos utilizar a segunda lei de Newton. Durante a colisão, a força de interação entre as partículas é a única força externa que atua sobre o sistema, portanto, a variação do momento linear do sistema é igual à integral da força de interação em relação ao tempo: Δp = ∫Fdt A força de interação é desconhecida, mas podemos utilizar o gráfico v x t para determinar o tempo de duração da colisão e a variação do momento linear do sistema. O tempo de duração da colisão é dado pelo intervalo de tempo em que as partículas estão em contato, ou seja, entre 2 s e 4 s. Durante esse intervalo, a partícula I perde 4 kg.m/s de momento linear e a partícula II ganha 4 kg.m/s de momento linear, portanto, a variação do momento linear do sistema é: Δp = m2 * v2 - m1 * v1 = 0,1 * (-4) - 0,1 * 4 = -0,8 kg.m/s Substituindo na equação da segunda lei de Newton, temos: Δp = F * Δt -0,8 = F * (4 - 2) F = -0,4 N O sinal negativo indica que a força de interação é oposta ao sentido do movimento da partícula I. Portanto, o módulo da força de interação que age sobre cada uma das partículas durante a colisão é de 0,4 N.