Provão Paulista 2024 (1ª série, 2ª aplicação) — questão 31 de Física
Enunciado em texto
Dois carros, com massa 800 kg cada, se movimentam na mesma direção e sentido, apresentando velocidades constantes sobre a mesma faixa reta de uma rodovia. Considerando a rodovia como referencial, o carro amarelo se movimenta com velocidade igual a 30 m/s, enquanto o carro verde se movimenta com velocidade igual a 20 m/s, como representado na figura a seguir.
[Figura: uma faixa de rodovia vista de cima. À esquerda, o carro amarelo, com uma seta para a direita e a indicação V=30 m/s; à frente dele, o carro verde, com uma seta para a direita e a indicação V=20 m/s.]
Ocorre então a colisão e, logo em seguida, o carro verde assume a velocidade de 35 m/s, enquanto o carro amarelo passa a se movimentar a 5 m/s, ambos para o mesmo sentido.
[Figura: a mesma rodovia depois da colisão. O carro amarelo, atrás, com uma seta curta para a direita e a indicação V'=5 m/s; o carro verde, à frente, com uma seta longa para a direita e a indicação V'=35 m/s.]
Para a situação descrita, a variação da quantidade de movimento do sistema formado pelos dois carros, considerando os momentos antes e após a colisão, em termos absolutos, foi de
(A) 32 000 kg.m/s.
(B) 8 000 kg.m/s.
(C) 72 000 kg.m/s.
(D) 40 000 kg.m/s.
(E) 16 000 kg.m/s.
(Enunciado e figura: Provão Paulista Seriado 2024, 2ª aplicação — SEDUC-SP/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Secretaria da Educação do Estado de São Paulo (SEDUC-SP) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a quantidade de movimento total dos dois carros antes da batida, a quantidade de movimento total depois, e a diferença entre elas.
Passo 1 — a quantidade de movimento. Para cada carro, . Como todas as velocidades estão no mesmo sentido, a quantidade de movimento do sistema é a soma simples das duas.
Passo 2 — antes da colisão:
(em kg·m/s)
Passo 3 — depois da colisão:
Passo 4 — a variação:
A variação, em valor absoluto, é 8 000 kg·m/s.
Atalho: como os dois carros têm a mesma massa, basta comparar a soma das velocidades: antes, 30 + 20 = 50 m/s; depois, 5 + 35 = 40 m/s. A diferença é 10 m/s, e 800 × 10 = 8 000 kg·m/s.
Um comentário de física: numa colisão de verdade, as forças que um carro faz no outro são internas ao sistema (ação e reação) e, durante a batida, que é muito rápida, a quantidade de movimento do sistema praticamente se conserva. Os números deste enunciado não respeitam isso: o sistema “perde” 8 000 kg·m/s, o que só aconteceria com uma força externa grande agindo durante a batida (uma freada forte, por exemplo). A questão, porém, só pede a conta com os valores dados.
⚠️ As armadilhas: responder só a quantidade de movimento de antes, 40 000 (alternativa D), ou só a de depois, 32 000 (alternativa A). Ou somar as variações de cada carro em módulo: o amarelo varia 800 × 25 = 20 000 e o verde 800 × 15 = 12 000; somar 20 000 + 12 000 = 32 000 (alternativa A) ignora que uma variação é negativa e a outra positiva.
A ideia em uma frase: a quantidade de movimento do sistema é a soma de m·v de cada corpo; a variação é o total de depois menos o total de antes.
Resposta: alternativa B (8 000 kg·m/s).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.