UEM 2020 (Conhecimentos Específicos) — questão 35 de Física

Enunciado em texto

Duas partículas idênticas, $P$ e $Q$, cada uma com massa de 1,0kg, são lançadas simultaneamente a partir de um ponto (a origem de um sistema de coordenadas). A partícula $P$ é lançada horizontalmente sobre uma superfície horizontal lisa, no sentido positivo do eixo $x$. A partícula $Q$ é lançada obliquamente de modo que seu movimento fica restrito ao plano vertical $xz$. O lançamento simultâneo ocorre no instante de tempo $t = 0$. Verifica-se que a partícula $Q$ (que descreve uma trajetória parabólica) se mantém diretamente acima da partícula $P$ até que as duas partículas colidem. Essa colisão ocorre $\frac{50}{49}\text{s}$ depois do lançamento, a uma distância de 5m do ponto de partida. Despreze as forças de atrito e de resistência do ar. A respeito do movimento das partículas $P$ e $Q$ até o instante em que ocorre a colisão, assinale o que for correto.

Dado: $g = 9{,}8\ \text{m/s}^2$.

(01) A velocidade (em módulo) da partícula $P$ cresce linearmente com o tempo.

(02) A menor velocidade (em módulo) da partícula $Q$ é igual a 4,9m/s.

(04) A componente vertical da velocidade inicial da partícula $Q$ é igual a 5,0m/s.

(08) A energia mecânica (cinética mais potencial) do sistema formado pelas duas partículas é constante durante o percurso.

(16) O momento linear total do sistema formado pelas duas partículas, no instante $t = \frac{25}{49}\text{s}$, é igual a $9{,}8\ \text{kg} \cdot \text{m/s}$.

(Enunciado: Vestibular UEM 2020, Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).