UFRGS 2012 — questão 8 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar o que acontece com a velocidade e a energia quando dois blocos iguais grudam numa colisão.

Passo 1 — a velocidade depois (afirmação III). Sem atrito, não há força externa horizontal: a quantidade de movimento se conserva. Antes, só um bloco (massa m) se move; depois, os dois juntos (massa 2m):

$$m\,v = 2m\,v' \;\Rightarrow\; v' = \frac{v}{2}$$

A afirmação III está correta.

Passo 2 — a energia cinética (afirmação I):

$$E_{\text{antes}} = \frac{m v^2}{2}$$

$$E_{\text{depois}} = \frac{2m}{2}\left(\frac{v}{2}\right)^2 = \frac{m v^2}{4}$$

A energia antes é o dobro da energia depois: a afirmação I está correta. Metade da energia cinética virou calor, som e deformação.

Passo 3 — o tipo de colisão (afirmação II). Os blocos grudaram: é a colisão perfeitamente inelástica, a que mais perde energia cinética. Colisão elástica conservaria a energia cinética, e acabamos de ver que ela cai à metade. A afirmação II está errada.

⚠️ A armadilha: achar que, se a quantidade de movimento se conservou, a colisão é elástica. Quantidade de movimento se conserva em toda colisão sem força externa; elástica é a que também conserva a energia cinética.

A ideia em uma frase: blocos que grudam conservam a quantidade de movimento mas perdem energia cinética — com massas iguais, a velocidade e a energia caem à metade.

Resposta: alternativa D (apenas I e III).