8 exemplos de colisões perfeitamente elásticas
1. As bolas A e B, cada uma com massa de 200 gramas, colidem de forma perfeitamente elástica. Se, antes da colisão, a bola A se move a uma velocidade de 10 m/s e a bola B está em repouso, então a velocidade das bolas A e B após a colisão é...
Discussão
Conhecido :
Massa da bola A (mA) = 200 gramas = 0,2 kg
Massa da bola B (mB) = 200 gramas = 0,2 kg
A velocidade da bola A antes da colisão (v)A) = 10m/s
A velocidade da bola B antes da colisão (v)B) = 0
Perguntado : velocidade da bola A (vA') e bola B (vBapós a colisão
Jawab :
On colisão perfeitamente elástica, se antes da colisão o objeto B ainda estiver (vB = 0) então, após a colisão, o objeto A ainda está (vA' = 0) e o objeto B se move com velocidade que é igual à velocidade do objeto A antes da colisão (v)B' = vA).
vA' = vB = 0
vB' = vA = 10 m / s
2. As bolas de gude A e B têm a mesma massa, movem-se uma em direção à outra e colidem elasticamente. Antes da colisão, a bola de gude A move-se a uma velocidade de 8 m/s e a bola de gude B move-se a uma velocidade de 12 m/s. O módulo e a direção da velocidade das bolas de gude A e B após a colisão são…
Discussão
Conhecido :
Massa de mármore A (mA) = m
Massa de mármore B (mB) = m
A velocidade da bolinha de gude A antes da colisão (v)A) = -8 m/s
A velocidade da bolinha de gude B antes da colisão (v)B) = 12m/s
A velocidade das duas bolinhas de gude é marcada como positiva e negativa, indicando que a direção do movimento ou a direção da velocidade dos dois objetos é oposta.
Perguntado : magnitude e direção da velocidade da bolinha de gude A (vA') e mármore B (vBapós a colisão
Jawab :
Em uma colisão perfeitamente elástica, se as massas dos dois objetos que colidem forem iguais, então a velocidade do objeto A após a colisão (v)A') = velocidade do objeto B antes da colisão (vB) e a velocidade do objeto B após a colisão (vB') = velocidade do objeto A antes da colisão (vA).
E quanto à direção do movimento ou à direção da velocidade dos objetos? Se antes da colisão o objeto A se move para a direita e o objeto B se move para a esquerda, então após a colisão o objeto A se move para a esquerda (vA' = – vB) e o objeto B se move para a direita (vB' = vA).
As duas bolas de gude têm a mesma massa e colidem de forma perfeitamente elástica, de modo que trocam de velocidade.
vA' = -vB = -12 m/s
vB' = vA = 8 m / s
Os sinais positivo e negativo indicam que, após a colisão, a direção da velocidade da bolinha A é oposta à direção da velocidade da bolinha B.
3. Um objeto A com massa de 2 kg e um objeto B com massa de 4 kg estão se movendo um em direção ao outro, sendo a velocidade do objeto A de 10 m/s e a do objeto B de 20 m/s. Se os dois objetos colidirem de forma perfeitamente elástica, então a velocidade do objeto A e do objeto B após a colisão será…
Discussão
Conhecido :
Massa do objeto A (mA) = 2 kg
Massa do objeto B (mB) = 4 kg
A velocidade do objeto A antes da colisão (v)A) = 10m/s
A velocidade do objeto B antes da colisão (v)B) = 20m/s
Perguntado : velocidade do objeto A (vA') e objeto B (vBapós a colisão
Jawab :
Se os objetos que colidem elasticamente têm massas diferentes e se movem um em direção ao outro a uma determinada velocidade, então a velocidade dos dois objetos após a colisão é calculada usando a seguinte equação:
A velocidade do objeto A após a colisão é:
Após a colisão, os dois objetos se afastam um do outro.
4. Um objeto com massa de 100 gramas, movendo-se a uma velocidade de 20 m/s, colide com uma parede de forma perfeitamente elástica. A magnitude e a direção da velocidade do objeto após a colisão são...
Discussão
Conhecido :
Massa do objeto (mA) = 100 gramas = 0,1 kg
Massa da parede (mB) = infinito (considera-se que a parede tem massa infinita)
A velocidade do objeto antes da colisão (v)A) = 20m/s
A velocidade da parede antes da colisão (v)B) = 0
Perguntado : a magnitude e a direção da velocidade do objeto após a colisão
Jawab :
Se vB = 0, mA muito pequeno e m2 se for muito grande, então, resolvendo a equação acima, obtemos v.A' = -vA e v2' = 0. Os sinais positivo e negativo indicam direções opostas de movimento do objeto.
Assim, a magnitude da velocidade do objeto após a colisão (v A ') é -20 m/s e a magnitude da velocidade da parede após a colisão é 0. A direção da velocidade do objeto após a colisão é oposta à direção da velocidade do objeto antes da colisão. Se antes da colisão o objeto se movia para a direita, então após a colisão o objeto se move para a esquerda, ou vice-versa.
5. O objeto A e o objeto B movem-se um em direção ao outro. Se mA =mB vA = 4 m/s, vB Se A e B têm uma velocidade inicial de 3 m/s e o piso é escorregadio, qual é a velocidade de A e B após uma colisão perfeitamente elástica?
A. 3 m/s para a esquerda e 4 m/s para a direita
B. 3 m/s para a direita e 4 m/s para a direita
C. 3 m/s para a esquerda e 4 m/s para a esquerda
D. 3 m/s para a esquerda e 3 m/s para a direita
Leste. 4 m/s para a esquerda e 4 m/s para a direita.
Discussão:
Conhecido :
vA = 4 m/s, vB = 3 m / s
Perguntado :
vA' e vB'?
Jawab :
On colisão perfeitamente elásticaSe a massa de ambos os objetos for a mesma, então, quando colidirem, os dois objetos trocarão de velocidade. Portanto,
vA' = 3 m/s e vB' = 4 m/s
Se, antes da colisão, o objeto A se move para a esquerda, então, após a colisão, o objeto A se move para a direita. Da mesma forma, se, antes da colisão, o objeto B se move para a direita, então, após a colisão, o objeto B se move para a esquerda. Antes e depois da colisão, os dois objetos se movem em direções opostas.
A resposta correta é A.
6. mA = 2 kg e mB = 1 kg se move em direção um ao outro com velocidade vA = 2 m/s e vB = 3 m/s. Ambas colidem de forma perfeitamente elástica. Qual é a velocidade da bola A imediatamente após a colisão?
A. 1/2 m/s
B. 2/3 m/s
C. 1 m/s
D. 3/2 m/s
E. 2 m/s
Discussão:
Conhecido :
mA = 2 kg, mB = 1 kg, vA = 2 m/s, vB = 3 m / s
Perguntado :
vA'?
Jawab :
Se os objetos forem mutuamente colisão perfeitamente elástica Como possuem massas diferentes, os dois objetos não trocam de velocidade entre si.
A velocidade de cada objeto após a colisão é calculada usando a fórmula:
A resposta correta é B.
7. A bola A move-se em linha reta a uma velocidade constante para a direita com uma velocidade inicial de 1 m/s e uma aceleração de 1 m/s².2Após se mover por 2 segundos, a bola A colide com a bola B, que está parada. Se a colisão for perfeitamente elástica e as massas de ambas as bolas forem iguais, então a velocidade das bolas A e B após a colisão é...
A. vA` = 0 e vB` = 3 m/s
B. vA` = 2 m/s e vB` = 3 m/s
CvA` = 3 m/s e vB` = 0 m/s
D. vA` = 3 m/s e vB` = 2 m/s
E. vA` = 4 m/s e vB` = 2 m/s
Discussão:
Conhecido :
Dados de movimento da bola A:
vo = 1 m/s, a = 1 m/s2, t = 2 segundos, vt =?
Dados de colisão:
vA = ? , vB = 0, mA =mB
Perguntado :
vA' e vB,
Jawab :
A velocidade da bola A imediatamente antes da colisão (v)A):
vt = vo + at = 1 + (1)(2) = 1 + 2 = 3 m/s
Então vA = 3 m / s
Como a massa de ambas as bolas é a mesma, elas trocam de velocidade entre si.
vA' = 0 e vB' = 3 m/s
Antes da colisão, a bola A se move para a direita; após a colisão, a bola A permanece parada. Antes da colisão, a bola B permanece parada; após a colisão, a bola B se move para a direita.
A resposta correta é A.
8. Se duas bolinhas de gude idênticas se movem uma em direção à outra com a mesma velocidade em uma trajetória retilínea e colidem, uma das bolinhas liberará parte de sua energia e a outra receberá a mesma quantidade de energia.
Porque
A lei da conservação da energia garante que a energia cinética total das duas bolinhas de gude permaneça inalterada.
Discussão
A afirmação acima é verdadeira se o tipo de colisão for perfeitamente elástico.
Fonte da pergunta:
Questões de Física para o Exame Nacional do Ensino Médio/Ensino Técnico
Questões de Física da SBMPTN
