Ed
ano passado
Para resolver essa questão, vamos usar a conservação da quantidade de movimento (ou momento linear), que se aplica em colisões elásticas, onde não há perda de energia. A fórmula da quantidade de movimento é: \[ p = m \cdot v \] onde \( p \) é a quantidade de movimento, \( m \) é a massa e \( v \) é a velocidade. Antes da colisão, a quantidade de movimento total dos dois corpos é: \[ p_{inicial} = p_1 + p_2 = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \] Substituindo os valores: - Para o corpo 1: \( m_1 = 1 \, \text{kg} \) e \( v_1 = 8 \, \text{m/s} \) - Para o corpo 2: \( m_2 = 4 \, \text{kg} \) e \( v_2 = 4 \, \text{m/s} \) Calculando: \[ p_{inicial} = (1 \cdot 8) + (4 \cdot 4) = 8 + 16 = 24 \, \text{kg m/s} \] Após a colisão, sabemos que o corpo 1 passa a ter uma velocidade de 4 m/s. Vamos calcular a nova quantidade de movimento do corpo 1: \[ p_{1\_final} = m_1 \cdot v_{1\_final} = 1 \cdot 4 = 4 \, \text{kg m/s} \] Agora, vamos chamar a nova velocidade do corpo 2 de \( v_{2\_final} \). A quantidade de movimento do corpo 2 após a colisão será: \[ p_{2\_final} = m_2 \cdot v_{2\_final} = 4 \cdot v_{2\_final} \] A quantidade de movimento total após a colisão deve ser igual à quantidade de movimento total antes da colisão: \[ p_{inicial} = p_{1\_final} + p_{2\_final} \] Substituindo os valores: \[ 24 = 4 + (4 \cdot v_{2\_final}) \] Resolvendo a equação: \[ 24 - 4 = 4 \cdot v_{2\_final} \] \[ 20 = 4 \cdot v_{2\_final} \] \[ v_{2\_final} = \frac{20}{4} = 5 \, \text{m/s} \] Portanto, a nova velocidade do corpo 2 é 5 m/s. A alternativa correta é: E 5 m/s.