UFSC 2011 — questão 23 de Física

Gabarito 05Dinâmica — quantidade de movimento e impulso numa colisãoVestibular · Prova 2 · caderno amarelo (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 23 de Física do UFSC 2011

Enunciado em texto

Um corpo de massa m1m_1 e velocidade de módulo v1v_1 (corpo 1) choca-se com outro de massa m2m_2 e velocidade de módulo v2v_2 (corpo 2). Durante o choque, o corpo 1 exerce uma força F⃗2\vec{F}_2 no corpo 2 e o corpo 2 exerce uma força F⃗1\vec{F}_1 no corpo 1.

[Figura: duas esferas encostadas sobre uma superfície horizontal, a 1 à esquerda e a 2 à direita; sobre a 1, a força F⃗1\vec{F}_1 aponta para a esquerda; sobre a 2, a força F⃗2\vec{F}_2 aponta para a direita.]

Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

(01) No sistema internacional, a unidade da quantidade de movimento dos corpos é kg.m/s.

(02) A variação da quantidade de movimento de cada um dos dois corpos é uma grandeza vetorial que tem sempre a direção e o sentido da sua velocidade.

(04) O impulso produzido pela força F⃗1\vec{F}_1 tem a mesma direção e sentido de F⃗1\vec{F}_1.

(08) Se a resultante das forças externas que atuam sobre o sistema constituído pelos dois corpos for nula, a quantidade de movimento deste sistema também será nula.

(16) Se a resultante das forças externas que atuam sobre o sistema constituído pelos dois corpos for nula, o impulso que age em cada um dos corpos deste sistema também será nulo.

(Enunciado e figura: Vestibular UFSC 2011 — UFSC/COPERVE.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar cinco afirmações sobre quantidade de movimento e impulso numa colisão.

(01) Verdadeira. p⃗=mv⃗\vec{p} = m\vec{v}: kg vezes m/s, ou seja, kg·m/s.

(02) Falsa. Pelo teorema do impulso, Δp⃗=F⃗ Δt\Delta\vec{p} = \vec{F}\,\Delta t: a variação da quantidade de movimento tem a direção e o sentido da força (do impulso), não da velocidade. No choque, o corpo 1, que vinha para a direita, recebe F⃗1\vec{F}_1 para a esquerda: o Δp⃗\Delta\vec{p} dele aponta para a esquerda, contra a velocidade.

(04) Verdadeira. I⃗=F⃗ Δt\vec{I} = \vec{F}\,\Delta t, com Δt>0\Delta t > 0: o impulso tem a direção e o sentido da força.

(08) Falsa. Resultante externa nula garante que a quantidade de movimento do sistema se conserva (fica constante), não que ela seja zero. Ela vale m1v⃗1+m2v⃗2m_1\vec{v}_1 + m_2\vec{v}_2, que em geral é diferente de zero.

(16) Falsa. As forças F⃗1\vec{F}_1 e F⃗2\vec{F}_2 são internas ao sistema, mas cada uma é externa ao corpo em que age. Cada corpo recebe um impulso não nulo; os dois são iguais em módulo e opostos, e só a soma deles é zero.

⚠️ A armadilha: a (08), confundir “se conserva” com “é nula”. Momento conservado é momento que não muda, qualquer que seja o valor dele.

A ideia em uma frase: o impulso aponta como a força e muda o momento nessa direção; sem força externa, o momento total não muda, mas os de cada corpo mudam.

Resposta: soma 05 (01 + 04).

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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