Santa Marcelina 2024 (2º semestre) — questão 53 de Física
Enunciado em texto
Durante uma brincadeira, um garoto jogou uma bolinha de gude azul de massa 15 g, com velocidade de 60 cm/s, sobre uma superfície plana e horizontal, e essa bolinha colidiu frontalmente com outra bolinha de gude, verde, de massa 30 g, que estava inicialmente em repouso.
[Figura: “Imediatamente antes da colisão”: bolinha azul com velocidade de 60 cm/s para a direita e bolinha verde “Parada”. “Imediatamente após da colisão”: bolinha azul com “v = ?” e bolinha verde com 20 cm/s para a direita.]
Se, imediatamente após a colisão, a bolinha verde adquiriu velocidade de 20 cm/s, a bolinha azul
(A) continuou se movendo no mesmo sentido, com velocidade de 10 cm/s.
(B) recuou com velocidade de 20 cm/s.
(C) recuou com velocidade de 10 cm/s.
(D) continuou se movendo no mesmo sentido, com velocidade de 20 cm/s.
(E) permaneceu parada.
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2024 (2º semestre) — FASM/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a velocidade (valor e sentido) da bolinha azul logo depois da colisão.
Passo 1 — a quantidade de movimento se conserva. Durante a colisão, as forças entre as bolinhas são internas e muito maiores que qualquer força externa horizontal. O sistema das duas bolinhas conserva a quantidade de movimento. Tomando o sentido inicial da azul como positivo (podemos usar g e cm/s, porque as unidades se cancelam):
Passo 2 — interpretar o sinal. v deu positivo: a azul continua no mesmo sentido, com 20 cm/s. As duas bolinhas saem juntas com a mesma velocidade, ou seja, a colisão foi perfeitamente inelástica.
Conferindo: antes, a energia cinética era ½·15·60² = 27 000 (em g·cm²/s²); depois, ½·15·20² + ½·30·20² = 9 000. Houve perda de energia, o que é possível numa colisão. Ganho é que seria impossível.
⚠️ A armadilha: achar que a bola mais leve sempre “volta” depois de bater numa mais pesada (alternativas B e C). Isso só acontece se a colisão for bastante elástica; aqui a conta mostra que ela segue em frente.
A ideia em uma frase: numa colisão, a quantidade de movimento total antes é igual à de depois; o sinal da velocidade diz o sentido.
Resposta: alternativa D (segue no mesmo sentido, a 20 cm/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.
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