UNESP 2024 (meio de ano) — questão 76 de Física
Enunciado em texto
Duas esferas idênticas, A e B, feitas de massa de modelar, deslocam-se por uma superfície plana e horizontal em movimentos retilíneos e uniformes com velocidades e , tais que , e colidem no ponto P. Imediatamente após a colisão, as esferas passam a se deslocar grudadas. A figura mostra uma visão superior das esferas, antes da colisão.
[Figura (vista de cima): pelo ponto P passam uma reta horizontal e uma reta vertical tracejadas, com o símbolo de ângulo reto entre elas. A esfera B está à direita de P, sobre a horizontal, com apontando para a esquerda, em direção a P. A esfera A está abaixo e à esquerda de P, com apontando para cima e para a direita, em direção a P; a reta tracejada da trajetória de A forma 60° com a horizontal.]
Considerando sen 60° = 0,87, cos 60° = 0,50 e desprezando o atrito entre as esferas e a superfície horizontal, a representação do vetor velocidade das duas esferas unidas, no mesmo plano que contém as trajetórias iniciais, imediatamente após a colisão, é:
(A) [Seta horizontal, apontando para a direita.]
(B) [Seta inclinada a 45°, apontando para cima e para a direita.]
(C) [Seta vertical, apontando para baixo.]
(D) [Seta vertical, apontando para cima.]
(E) [Seta inclinada a 45°, apontando para baixo e para a direita.]
(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2024, meio de ano — Vunesp/Unesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a direção e o sentido da velocidade das esferas grudadas logo depois do choque.
Passo 1 — o que se conserva. Durante o choque, as forças entre as esferas são internas, e sem atrito não há força externa na horizontal. Então a quantidade de movimento do conjunto se conserva, como vetor: componente por componente. (A energia cinética não se conserva: a colisão é inelástica.)
Passo 2 — decompor. Chamando de m a massa de cada esfera e de v a velocidade de B (), com x para a direita e y para cima:
Passo 3 — depois do choque. A quantidade de movimento do conjunto (massa 2m) tem só componente vertical, para cima:
A velocidade final aponta para cima, na direção da reta vertical tracejada que passa por P.
⚠️ A armadilha: “somar” as setas a olho e marcar a diagonal (alternativa B). A componente horizontal de A (2v · 0,5 = v, para a direita) cancela exatamente a de B (v, para a esquerda): por isso o enunciado deu e o ângulo de 60°.
A ideia em uma frase: em toda colisão a quantidade de movimento se conserva como vetor: decomponha, some cada direção, e a direção final aparece.
Resposta: alternativa D (vertical, para cima).
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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