Fisica Questao

Questao 12

Eu estava pesquisando sobre colisões elásticas e vi esse exercício aqui. Confesso que não entendi muito a resposta colocada pelo andrezilmol, mas como eu tinha esse exercício na lista passada pelo meu professor e consegui fazer, eu vou postar minha resolução:

Utilizando o desenho colocado na resposta anterior:

A - bola de aço:

ma = 0,500kg

v0a (velocidade inicial de A) = ? - aqui a velocidade inicial será a velocidade da bola de aço antes de colidir com o bloco de metal

Va (velocidade final de A) = ?

B - bloco de metal:

mb = 2,50kg

v0b (velocidade inicial de B) = 0 (está em repouso)

vb (velocidade final de B) = ?

Comprimento do fio - L ou h: 70cm ou 0,70m

Sabemos que a bola de aço despencará da posição horizontal até colidir com o bloco de metal. Para descobrir a velocidade da bola de aço antes de colidir com o bloco de metal devemos verificar a quantidade de energia mecânica que ela tem na hora de despencar e que ela tem antes da colisão.

Nesse caso, na posição horizontal, a bola de aço tem energia potencial gravitacional. Quando ela despenca, ela começa a perder a energia potencial gravitacional e ganha energia cinética. Então:

Considerando g = 9,8 m/s^2.

Epg = Ec

mgh = (mv^2)/2

0,500 * 9,8 *0,70 = (0,500 * v^2)/2

3,43 = 0,250 v^2

v = 3,70 m/s

A velocidade da bola de aço antes de colidir com o bloco de metal é 3,70 m/s. Então v = v0a.

Agora, vamos calcular as duas velocidades finais após a colisão.

Utilizando a fórmula da velocidade:

Velocidade relativa de aproximação = Velocidade relativa de afastamento

v0a - v0b = vb - va

3,70 - 0 = vb - va

vb = 3,70 + va

Agora substituindo na seguinte fórmula:

mav0a + mbv0b = mava + mbvb

0,500 * 3,70 + 2,50.0 = 0,500 * va + 2,50(3,70 + va)

1,85 = 0,500va + 9,25 + 2,50va

va = -2,47

A velocidade da bola de aço após a colisão é de 2,47 m/s com sentido contrário a do bloco de metal.

Agora achando a velocidade final do bloco de metal:

vb = 3,70 + va

vb = 3,70 - 2,47

vb = 1,23

A velocidade final do bloco de metal é