UFRGS 2013 — questão 8 de Física

Enunciado em texto
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas da sentença abaixo, na ordem em que aparecem.
Dois blocos, 1 e 2, de massas iguais, movem-se com velocidades constantes de módulos , seguindo a mesma direção orientada sobre uma superfície horizontal sem atrito. Em certo momento, o bloco 1 colide com o bloco 2. A figura representa dois instantâneos desse movimento, tomados antes (X) e depois (Y) de o bloco 1 colidir com o bloco 2. A colisão ocorrida entre os instantes representados é tal que as velocidades finais dos blocos 1 e 2 são, respectivamente, e .
[Figura: em X, os blocos 1 (à esquerda) e 2 (à direita) sobre uma superfície horizontal, com setas para a direita indicando e . Em Y, os mesmos blocos, com setas para a direita indicando e .]
Com base nessa situação, podemos afirmar corretamente que a colisão foi ........ e que o módulo do impulso sobre o bloco 2 foi ........ que o módulo do impulso sobre o bloco 1.
(A) inelástica – o mesmo
(B) inelástica – maior
(C) perfeitamente elástica – maior
(D) perfeitamente elástica – o mesmo
(E) perfeitamente elástica – menor
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2013, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o tipo de colisão e a comparação entre os impulsos que cada bloco recebeu.
Passo 1 — a energia cinética. Os blocos simplesmente trocaram de velocidade. Com massas iguais, a energia cinética total antes e depois é a mesma:
Energia cinética conservada: a colisão foi perfeitamente elástica. (A quantidade de movimento também se conserva, como em toda colisão sem forças externas horizontais.)
Passo 2 — os impulsos. Durante o choque, o bloco 1 empurra o 2 e o 2 empurra o 1 com forças de mesma intensidade e sentidos opostos (ação e reação), durante o mesmo tempo. Então os impulsos têm o mesmo módulo. Conferindo pela variação da quantidade de movimento:
⚠️ A armadilha: achar que o bloco 2, que ganhou velocidade, recebeu um impulso maior (alternativa C). O que um ganha de quantidade de movimento é exatamente o que o outro perde.
A ideia em uma frase: massas iguais que trocam de velocidade caracterizam a colisão elástica, e pela 3ª lei os impulsos trocados têm sempre o mesmo módulo.
Resposta: alternativa D (perfeitamente elástica; o mesmo).
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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