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Três esferas se aproximam da origem deslizando sobre uma mesa sem atrito como na figura abaixo. As esferas tem massa mA = 25g, mB = 35g e mC = 65g. A esfera B se aproxima fazendo um ângulo α= 25o em relação ao eixo x. O módulo das velocidades das esferas A e B são vA = 2,0m/s e vB = 1,0m/s, respectivamente. As três esferas atingem a origem ao mesmo tempo e ficam grudadas. Qual a componente x da velocidade da esfera C, vCx­, para que as três esferas unidas se desloquem com uma velocidade de 0,6 m/s no eixo OX? colisao Questão 10Escolha uma opção: a. entre 2 m/s e 3 m/s b. entre 0 m/s e 1 m/s c. entre 4 m/s e 5 m/s d. entre 3 m/s e 4 m/s e. entre 1 m/s e 2 m/s
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João Oliveira

há 2 semanas

Respostas

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há 2 semanas

Vamos resolver passo a passo. Dados: - mA = 25 g = 0,025 kg - mB = 35 g = 0,035 kg - mC = 65 g = 0,065 kg - vA = 2,0 m/s (direção eixo x) - vB = 1,0 m/s, com ângulo α = 25° em relação ao eixo x - Velocidade final das três esferas grudadas: v_final = 0,6 m/s no eixo x Queremos encontrar vCx (componente x da velocidade da esfera C). Como as esferas grudam, a colisão é perfeitamente inelástica, e a conservação da quantidade de movimento no eixo x vale: (mA * vA) + (mB * vB * cos α) + (mC * vCx) = (mA + mB + mC) * v_final Substituindo valores: (0,025 * 2,0) + (0,035 * 1,0 * cos 25°) + (0,065 * vCx) = (0,025 + 0,035 + 0,065) * 0,6 Calculando: 0,025 * 2,0 = 0,05 cos 25° ≈ 0,9063 0,035 * 1,0 * 0,9063 = 0,03172 Somando massas: 0,025 + 0,035 + 0,065 = 0,125 0,125 * 0,6 = 0,075 Montando a equação: 0,05 + 0,03172 + 0,065 * vCx = 0,075 Somando os termos conhecidos: 0,08172 + 0,065 * vCx = 0,075 Isolando vCx: 0,065 * vCx = 0,075 - 0,08172 = -0,00672 vCx = -0,00672 / 0,065 ≈ -0,103 m/s O valor é negativo, indicando que a velocidade da esfera C na direção x é aproximadamente 0,1 m/s no sentido contrário ao eixo x positivo. Como a questão pede a componente x da velocidade da esfera C e as opções são intervalos positivos, o valor está entre 0 m/s e 1 m/s (considerando o módulo). Portanto, a alternativa correta é: b) entre 0 m/s e 1 m/s

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