UERJ 2019 (1º Exame de Qualificação) — questão 41 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a quantidade de movimento do par de bolas depois que elas se chocam.

Passo 1 — o que se conserva. No choque, a força de uma bola sobre a outra é interna ao sistema: pela ação e reação, o que uma ganha de quantidade de movimento a outra perde. Desprezando o atrito com a mesa durante o choque, que é muito rápido, a quantidade de movimento total depois é a mesma de antes. Não é preciso saber como as bolas saem.

Passo 2 — a quantidade de movimento antes. As velocidades vêm do gráfico (constantes: 10 m/s e 6 m/s), têm o mesmo sentido e por isso se somam. A massa vai em quilogramas: 140 g = 0,14 kg.

$$Q = m\,V_A + m\,V_B$$

$$Q = 0{,}14 \times 10 + 0{,}14 \times 6$$

$$Q = 1{,}40 + 0{,}84 = 2{,}24\ \text{kg}\cdot\text{m/s}$$

Passo 3 — depois do choque: o mesmo valor, 2,24 kg·m/s.

⚠️ As armadilhas, duas delas nas alternativas:

• contar só a bola B: $0{,}14 \times 6 = 0{,}84$, a alternativa B;

• subtrair as velocidades, como se andassem em sentidos opostos: $0{,}14 \times (10 - 6) = 0{,}56$, a alternativa A.

Esquecer de passar a massa para quilogramas também estraga tudo: daria 2 240.

A ideia em uma frase: numa colisão as forças são internas, então a quantidade de movimento total depois é a mesma de antes: basta calcular a de antes.

Resposta: alternativa D ($2{,}24\ \text{kg}\cdot\text{m/s}$).