Santa Marcelina 2014 (2º semestre) — questão 49 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a energia cinética do segundo pedaço logo depois da batida.

Passo 1 — a energia antes do choque. Sem resistência do ar, a energia potencial na mesa vira energia cinética até o piso (tomando o piso como referência):

$$E = m\,g\,h = 0{,}10 \times 10 \times 0{,}90$$

$$E = 0{,}90\ \text{J}$$

Passo 2 — o que sobra depois do choque. 20% se dissipam; restam 80%, repartidos entre os dois pedaços (logo após o choque, ainda no piso, só há energia cinética):

$$E_f = 0{,}80 \times 0{,}90 = 0{,}72\ \text{J}$$

Passo 3 — a energia do pedaço conhecido. Cada pedaço tem 0,050 kg:

$$E_1 = \frac{0{,}050 \times 4{,}0^2}{2} = 0{,}40\ \text{J}$$

Passo 4 — a do outro pedaço:

$$E_2 = 0{,}72 - 0{,}40 = 0{,}32\ \text{J}$$

⚠️ A armadilha: achar que os dois pedaços, de mesma massa, saem com a mesma velocidade e marcar 0,40 J (alternativa B), a energia do pedaço conhecido. Não há motivo para isso: a energia que sobrou é que se reparte. Outra é esquecer a dissipação: $0{,}90 - 0{,}40 = 0{,}50$ J, que não está nas alternativas.

A ideia em uma frase: energia potencial vira cinética na queda; tirada a parte dissipada no choque, o resto se divide entre os pedaços.

Resposta: alternativa C (0,32 J).