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Física

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Duas massas de 2 kg e 3 kg encontram-se movendo a 30 m/s e 10 m/s na mesma direção, respectivamente. As massas colidem, grudando-se, movendo-se ambas a 18 m/s. Com base nessa situação, classifique V para as opções verdadeiras e F para as falsas:
( ) O sistema perdeu energia cinética durante a colisão.
( ) O sistema não conservou a quantidade de movimento durante a colisão.
( ) A energia cinética após a colisão é de 1620 J.
( ) A quantidade de movimento antes da colisão é de 90 N.s.
a) F - F - V - V.
b) V - F - F - V.
c) V - V - F - F.
d) F - V - V - F.
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Aprendendo com Desafios

há 9 meses

Respostas

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há 8 meses

Vamos analisar cada uma das afirmações sobre a colisão das massas: 1. ( ) O sistema perdeu energia cinética durante a colisão. - Verdadeiro (V). Para verificar isso, calculamos a energia cinética antes e depois da colisão. - Energia cinética antes: - Para a massa de 2 kg: \( \frac{1}{2} \times 2 \times (30)^2 = 900 \, J \) - Para a massa de 3 kg: \( \frac{1}{2} \times 3 \times (10)^2 = 150 \, J \) - Total antes: \( 900 + 150 = 1050 \, J \) - Energia cinética depois (ambas se movendo a 18 m/s): - \( \frac{1}{2} \times (2 + 3) \times (18)^2 = \frac{1}{2} \times 5 \times 324 = 810 \, J \) - Portanto, a energia cinética foi reduzida de 1050 J para 810 J, indicando que houve perda de energia. 2. ( ) O sistema não conservou a quantidade de movimento durante a colisão. - Falso (F). A quantidade de movimento é sempre conservada em colisões, desde que não haja forças externas. Vamos calcular a quantidade de movimento antes e depois: - Quantidade de movimento antes: - Para a massa de 2 kg: \( 2 \times 30 = 60 \, kg \cdot m/s \) - Para a massa de 3 kg: \( 3 \times 10 = 30 \, kg \cdot m/s \) - Total antes: \( 60 + 30 = 90 \, kg \cdot m/s \) - Quantidade de movimento depois (ambas se movendo a 18 m/s): - \( (2 + 3) \times 18 = 5 \times 18 = 90 \, kg \cdot m/s \) - Portanto, a quantidade de movimento foi conservada. 3. ( ) A energia cinética após a colisão é de 1620 J. - Falso (F). Como calculado anteriormente, a energia cinética após a colisão é de 810 J, não 1620 J. 4. ( ) A quantidade de movimento antes da colisão é de 90 N.s. - Verdadeiro (V). A quantidade de movimento antes da colisão foi calculada como 90 kg·m/s, que é equivalente a 90 N.s (Newton-segundo). Agora, organizando as respostas: - V - F - F - V Portanto, a alternativa correta é: a) F - F - V - V.

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