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Um objecto de massa 5,0kg movimentando-se a uma velocidade de módulo 10m/s, choca-se frontalmente com um segundo objecto de massa 20,0kg, parado. O primeiro objecto, após o choque, recua com uma velocidade de módulo igual a sm2,0. Desprezando-se o atrito, determine o módulo da velocidade do segundo, após o choque:
A. 2,0 m/s
B. 3,0 m/s
C. 4,0 m/s
D. 6,0 m/s
E. 8,0 m/s
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Questões Para a Compreensão

há 8 meses

Respostas

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há 8 meses

Para resolver essa questão, podemos usar a conservação da quantidade de movimento (ou momento linear). A quantidade de movimento total antes do choque deve ser igual à quantidade de movimento total após o choque. 1. Quantidade de movimento antes do choque: - O primeiro objeto (massa \( m_1 = 5,0 \, \text{kg} \)) está se movendo a \( v_1 = 10 \, \text{m/s} \). - O segundo objeto (massa \( m_2 = 20,0 \, \text{kg} \)) está parado, então sua velocidade é \( v_2 = 0 \, \text{m/s} \). A quantidade de movimento total antes do choque é: \[ p_{\text{inicial}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = 5,0 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s} + 20,0 \, \text{kg} \cdot 0 = 50 \, \text{kg m/s} \] 2. Quantidade de movimento após o choque: - Após o choque, o primeiro objeto recua com uma velocidade de \( v_1' = -2,0 \, \text{m/s} \) (o sinal negativo indica que ele está se movendo na direção oposta). - O segundo objeto terá uma velocidade \( v_2' \) que precisamos determinar. A quantidade de movimento total após o choque é: \[ p_{\text{final}} = m_1 \cdot v_1' + m_2 \cdot v_2' = 5,0 \, \text{kg} \cdot (-2,0 \, \text{m/s}) + 20,0 \, \text{kg} \cdot v_2' \] \[ p_{\text{final}} = -10 \, \text{kg m/s} + 20,0 \, \text{kg} \cdot v_2' \] 3. Igualando as quantidades de movimento: \[ p_{\text{inicial}} = p_{\text{final}} \] \[ 50 \, \text{kg m/s} = -10 \, \text{kg m/s} + 20,0 \, \text{kg} \cdot v_2' \] \[ 50 + 10 = 20,0 \, \text{kg} \cdot v_2' \] \[ 60 = 20,0 \, \text{kg} \cdot v_2' \] \[ v_2' = \frac{60}{20,0} = 3,0 \, \text{m/s} \] Portanto, o módulo da velocidade do segundo objeto após o choque é 3,0 m/s. A alternativa correta é: B. 3,0 m/s.

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