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No futebol americano, durante os jogos, colisões entre jogadores são comuns. Em uma partida, dois jogadores sofrem uma colisão frontal perfeitamente inelástica. Um dos jogadores tem 80 kg e estava a 5,0 m/s enquanto que o outro jogador, de 100 kg, estava parado. Qual a velocidade dos jogadores após a colisão?
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Desafios para Aprender

há 5 meses

Respostas

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há 5 meses

Para resolver essa questão, podemos usar a conservação da quantidade de movimento (ou momento linear). Em uma colisão perfeitamente inelástica, os dois jogadores se movem juntos após a colisão. 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. 1. Calculando a quantidade de movimento antes da colisão: - Para o jogador de 80 kg que está a 5,0 m/s: \[ p_1 = m_1 \cdot v_1 = 80 \, \text{kg} \cdot 5,0 \, \text{m/s} = 400 \, \text{kg m/s} \] - Para o jogador de 100 kg que está parado: \[ p_2 = m_2 \cdot v_2 = 100 \, \text{kg} \cdot 0 \, \text{m/s} = 0 \, \text{kg m/s} \] 2. Quantidade de movimento total antes da colisão: \[ p_{\text{total}} = p_1 + p_2 = 400 \, \text{kg m/s} + 0 \, \text{kg m/s} = 400 \, \text{kg m/s} \] 3. Após a colisão, a quantidade de movimento total deve ser igual à quantidade de movimento total antes da colisão. Se \( v_f \) é a velocidade dos dois jogadores juntos após a colisão, temos: \[ (m_1 + m_2) \cdot v_f = p_{\text{total}} \] \[ (80 \, \text{kg} + 100 \, \text{kg}) \cdot v_f = 400 \, \text{kg m/s} \] \[ 180 \, \text{kg} \cdot v_f = 400 \, \text{kg m/s} \] 4. Resolvendo para \( v_f \): \[ v_f = \frac{400 \, \text{kg m/s}}{180 \, \text{kg}} \approx 2,22 \, \text{m/s} \] Portanto, a velocidade dos jogadores após a colisão é aproximadamente 2,22 m/s.

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