Exemplos de perguntas sobre colisões

8 exemplos de perguntas sobre colisões

Colisão perfeitamente elástica

1. Dois objetos, A (3 kg) e B (5 kg), movem-se na mesma direção com uma velocidade de 8 m/s cada.^-1 e 4 ms^-1 Se o objeto A colidir com o objeto B com elasticidade perfeita, então a velocidade de cada objeto após a colisão será...

A. 3 ms ^-1 e 7 ms ^-1

B. 6 ms ^-1 e 10 ms ^-1

C. 4,25 ms ^-1 e 10 ms ^-1

D. 5,5 ms ^-1 e 5,5 ms ^-1

E. 8 ms ^-1 e 4 ms ^-1

Discussão

Sabe-se que:

Massa do objeto A (m₁) = 3 kg

Massa do objeto B (m₂) = 5 kg

A velocidade do objeto A (v₁) = 8 ms^-1

A velocidade do objeto B (v₂) = 4 ms^-1

Colisão perfeitamente elástica

Perguntado: v₁' e v₂'

Resposta:

Se os objetos que colidem elasticamente tiverem massas diferentes e a velocidade dos dois objetos após a colisão for desconhecida, então a velocidade após a colisão é calculada usando a seguinte equação:

Se ambos os objetos estiverem se movendo na mesma direção, suas velocidades serão positivas. Se ambos os objetos estiverem se movendo em direções opostas, a velocidade de um objeto será positiva e a velocidade do outro será negativa.

Portanto, a velocidade do objeto A (v)₁') após a colisão é 3 m/s e a velocidade do objeto B (v₂') após a colisão é de 7 m/s.

A resposta correta é A.

2. Uma bola com momento linear P atinge uma parede e ricocheteia. A colisão é perfeitamente elástica e a direção é perpendicular. A variação do momento linear da bola é...

A. zero

B. p/4

C. p/4

D.P

E. 2P

Discussão

Sabe-se que:

Massa da bola = m

Velocidade da bola antes do impacto = v

Velocidade da bola após o impacto = -v (a bola quica para a esquerda)

O momento da bola antes da colisão (p_o) = mv

O momento da bola após a colisão (p_t) = m (-v) = – mv

Perguntado: A magnitude da mudança no momento linear da bola

Resposta:

Mudança de momento:

Δp = p_t - p_o

Δp = – mv – mv

Δp = – 2 mv

Δp = -2p

A magnitude da variação do momento linear da bola é 2p. O sinal negativo indica a direção.

A resposta correta é E.

3. Dois objetos A e B de massas iguais movem-se um em relação ao outro. A move-se para leste e B move-se para oeste, com velocidades V e 2V, respectivamente. Se os objetos sofrerem uma colisão perfeitamente elástica, então, imediatamente após a colisão, a...

A. V_A = V para Oeste, V_B = V para o Leste

B. V_A = 2V para Oeste, V_B = 2V para o Leste

CV_A = 2V para Oeste, V_B = V para o Leste

D.V_A = V para Oeste, V_B = 2V para o Leste

E.V_A = 2V para o Leste, V_B = V para Oeste

Discussão

Sabe-se que:

Ambos os objetos têm a mesma massa.

A se move para leste a uma velocidade de V.

B se move para oeste a uma velocidade de 2V

Perguntado: Velocidade de A e B após a colisão

Resposta:

Se as massas de ambos os objetos forem iguais e a colisão for perfeitamente elástica, então os dois objetos trocam de velocidade após a colisão.

Assim, após a colisão, A se move para oeste com uma velocidade de 2V e B se move para leste com uma velocidade de V.

A resposta correta é C.

Colisão parcialmente elástica

4. Dois objetos de mesma massa movem-se em linha reta um em direção ao outro, como mostrado na figura!

Se v₂' é a velocidade do objeto (2) após a colisão para a direita a uma taxa de 5 ms^-1, então a magnitude da velocidade v₁ ' (1) após a colisão é…..

A. 7 ms^-1

B. 9 ms^-1

C. 13 ms^-1

D. 15 ms^-1

E. 17 ms^-1

Discussão

Sabe-se que:

A massa de ambos os objetos é a mesma = m

A velocidade do objeto 1 antes da colisão (v)₁) = 8m/s

A velocidade do objeto 2 antes da colisão (v)₂) = 10m/s

A velocidade do objeto 2 após a colisão (v)₂') = 5 m/s

Perguntado: A velocidade do objeto 1 após a colisão (v)₁')

Resposta:

Trata-se de uma colisão elástica imperfeita. v₁' é calculado usando a lei da conservação do momento linear:

m₁ v₁+m₂ v₂ =m₁ v₁' + m₂ v₂,

m (v₁ + v₂) = m (v₁' + v₂')

v₁ + v₂ = v₁' + v₂,

8 + 10 = v₁' + 5

18 = v₁' + 5

v₁' = 18-5

v₁' = 13 m/s

A resposta correta é C.

Colisão inelástica

5. Uma bala de 10 gramas é lançada a uma velocidade de 100 m/s.^-1 Uma bala colide com um bloco de madeira estacionário e fica alojada nele. Se a massa do bloco de madeira é de 490 gramas, a velocidade do bloco de madeira e da bala imediatamente após a colisão é...

A. 1,0 ms^-1

B. 2,0 ms^-1

C. 2,5 ms^-1

D. 4,0 ms^-1

E. 5,0 ms^-1

Discussão

Sabe-se que:

Massa da bala (m)₁) = 10 gramas

Velocidade da bala (v)₁) = 100 ms^-1

Massa do bloco (m₂) = 490 gramas

A velocidade do bloco (v)₂) = 0 m/s (bloco em repouso)

Perguntado: A velocidade do bloco de madeira e da bala imediatamente após a colisão.

Resposta:

A bala atinge um bloco de madeira estacionário e fica alojada nele, portanto, trata-se de uma colisão inelástica. A fórmula para uma colisão inelástica é:

Momento linear antes da colisão = momento linear depois da colisão

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂) v'

(10)(100) + (490)(0) = (10 + 490) v'

1000 + 0 = 500 v'

1000 = 500 v'

v' = 1000 / 500

v' = 2 m/s = 2 ms^-1

A resposta correta é B.

6. Um caminhão está se movendo a uma velocidade de 10 m/s.^-1 atingido por um carro viajando a uma velocidade de 20 m/s^-1Após a colisão, os dois carros colidiram um com o outro. Se a massa do caminhão é de 1400 kg e a massa do carro é de 600 kg, a velocidade dos dois veículos após a colisão é...

A. 6 ms^-1

B. 9 ms^-1

C. 11 ms^-1

D. 13 ms^-1

E. 17 ms^-1

Discussão

Após a colisão, os dois carros ficaram presos um ao outro, resultando em uma colisão inelástica.

Sabe-se que:

Velocidade do caminhão (v)₁) = 10m/s

Velocidade do carro (v)₂) = 20m/s

Massa do caminhão (m)₁) = 1400 kg

Massa do carro (m)₂) = 600 kg

Perguntado: velocidade de ambos os veículos após a colisão (v)

Resposta:

Fórmula de colisão inelástica:

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂) dentro

(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v

14000 + 12000 = 2000 v

26000 = 2000 v

v = 13 m / s

A resposta correta é D.

7. SUma bala de 20 gramas se move a uma velocidade de 10 m/s.^-1 Uma bala disparada na horizontal atinge um bloco de 60 gramas que está apoiado no chão. Se a bala ficar presa no bloco, qual será a velocidade atual do bloco?

A. 1,0 ms^-1

B. 1,5 ms^-1

C. 2,0 ms^-1

D. 2,5 ms^-1

E. 3,0 ms^-1

Discussão

Conhecido :

Massa da bala (m)_P) = 20 gramas = 0,02 kg

Massa do bloco (m_B) = 60 gramas = 0,06 kg

Velocidade inicial do projétil (v)_P) = 10m/s

Velocidade inicial do bloco (v)_B) = 0

Perguntado : velocidade da bala e do bloco após a colisão (v')

Jawab :

Fórmula lei da conservação do momento Se os dois objetos ficarem juntos após a colisão:

m_P v_P +m_B v_B = (m_P +m_B) v'

(0,02)(10) + (0,06)(0) = (0,02 + 0,06) v'

0,2 + 0 = 0,08 v'

0,2 = 0,08 v'

v' = 0,2 / 0,08

v' = 2,5 m/s

A resposta correta é D.

8. Dois carrinhos A e B, cada um pesando 1,5 kg, movem-se um em direção ao outro com uma velocidade v._A = 4 ms^-1 e v_B = 5 ms^-1 como na figura. Se os dois carrinhos colidirem de forma inelástica, então a velocidade dos dois carrinhos após a colisão será...

A. 4,5 ms^-1 Para a direita

B. 4,5 ms^-1 Para a esquerda

C. 1,0 ms^-1 Para a esquerda

D. 0,5 ms^-1 Para a esquerda

E. 0,5 ms^-1 Para a direita

Discussão

Sabe-se que:

Massa do carrinho A (m)_A) = 1,5 kg

Massa do carrinho B (m)_B) = 1,5 kg

A velocidade do carrinho A antes da colisão (v)_A) = 4 m/s (positivo para a direita)

A velocidade do carrinho B antes da colisão (v)_B) = -5 m/s (negativo para a esquerda)

Perguntado: Se a colisão for inelástica, determine a velocidade de ambos os carrinhos após a colisão.

Resposta:

Lei da conservação do momento linear:

m_Av_A +m_Bv_B = (m_A +m_B) v'

(1,5)(4) + (1,5)(-5) = (1,5 + 1,5) v'

6 – 7,5 = (3) v'

-1,5 = (3) v'

v' = -1,5 / 3

v' = -0,5 m/s

O sinal negativo significa que, após a colisão, ambos se movem para a esquerda, na mesma direção do carrinho B. Isso faz sentido, pois o momento linear do carrinho B é maior que o momento linear do carrinho A.

Fonte da pergunta:

Questões de Física para o Exame Nacional do Ensino Médio/Ensino Técnico