Colisões são interações muito frequentes na Física e permitem estudar, de forma quantitativa, como o movimento de corpos muda durante choques, encaixes e explosões. Em muitos problemas, a análise envolve conservação da quantidade de movimento, variação de energia cinética e o comportamento do centro de massa do sistema.
Neste conjunto, as questões exploram colisões unidimensionais e bidimensionais, com situações do cotidiano, laboratório e trânsito. O foco está em interpretar corretamente os tipos de colisão, aplicar conservação e identificar quando a energia cinética é preservada ou dissipada.
Questões sobre colisões
Questão 01
Gabarito: alternativa A). Conserva-se a quantidade de movimento: (2,0)(4,0)=5,0v, então v=1,6 m/s.
Questão 02
Gabarito: alternativa A). Tomando a direita como positiva, o momento total é 180 – 180 = 0, então a velocidade final é nula.
Comentários por alternativa:
- A) Tomando a direita como positiva, o momento total é 180 – 180 = 0, então a velocidade final é nula.
- B) O momento total inicial é zero, então não há movimento final para a esquerda.
- C) Esse valor não respeita o momento total nulo.
- D) Também viola a conservação do momento, que resulta em repouso.
- E) Confunde velocidade relativa com velocidade do centro de massa.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Em colisão elástica, conservam-se momento e energia cinética; a solução é compatível com esse tipo de choque.
Comentários por alternativa:
- A) Em colisão elástica, conservam-se momento e energia cinética; a solução é compatível com esse tipo de choque.
- B) Isso descreve colisão perfeitamente inelástica, não elástica.
- C) A energia cinética final ficaria maior que a inicial.
- D) O momento inicial não é nulo, então o repouso final é impossível.
- E) A energia cinética aumentaria sem trabalho externo.
Questão 04
Gabarito: alternativa D). A variação de momento é 0,20·20 = 4,0 N·s; dividindo por 0,050 s, resulta 80 N?
Comentários por alternativa:
- A) Corresponde a metade da variação de momento necessária.
- B) Usa a variação de velocidade de 10 m/s, não de 20 m/s.
- C) Esse valor não resulta do impulso calculado.
- D) A variação de momento é 0,20·20 = 4,0 N·s; dividindo por 0,050 s, resulta 80 N?
- E) Superestima bastante o impulso no choque.
Questão 05
Gabarito: alternativa C). Pelo momento: 20 = 12 + 1·v, então v = 8 m/s?
Comentários por alternativa:
- A) A conta não fecha com o momento inicial de 20 kg·m/s.
- B) Ainda fica abaixo do necessário para conservar o momento.
- C) Pelo momento: 20 = 12 + 1·v, então v = 8 m/s?
- D) O sentido oposto não atende à equação do momento neste caso.
- E) Esse valor excede o momento disponível no sistema.
Questão 06
Gabarito: alternativa C). A velocidade final é (10·2 + 15·1)/25 = 1,4 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) Subestima o resultado da média ponderada.
- B) Fica abaixo do valor obtido pela conservação do momento.
- C) A velocidade final é (10·2 + 15·1)/25 = 1,4 m/s.
- D) Exige momento final maior que o inicial.
- E) Seria maior que a velocidade do vagão mais rápido.
Questão 07
Gabarito: alternativa B). Em massas iguais e colisão elástica, ocorre troca de velocidades; a segunda esfera sai com a velocidade inicial da primeira.
Comentários por alternativa:
- A) A troca de velocidades não produz esse valor com os dados dados.
- B) Em massas iguais e colisão elástica, ocorre troca de velocidades; a segunda esfera sai com a velocidade inicial da primeira.
- C) Excederia a velocidade inicial compatível com a troca.
- D) Não há energia para dobrar a velocidade nessa condição.
- E) O sentido oposto não corresponde ao caso elástico com massas iguais.
Questão 08
Gabarito: alternativa C). O impulso é 1 200·20 = 24 000 N·s; dividindo por 0,20 s, obtém-se 120 000 N.
Comentários por alternativa:
- A) Desconsidera a variação de quantidade de movimento total.
- B) Fica metade do valor correto.
- C) O impulso é 1 200·20 = 24 000 N·s; dividindo por 0,20 s, obtém-se 120 000 N.
- D) Duplica o resultado obtido pelo impulso.
- E) É um valor incompatível com os dados do impacto.
Questão 09
Gabarito: alternativa A). Sem força externa horizontal resultante, o momento total do sistema se conserva em módulo e direção.
Comentários por alternativa:
- A) Sem força externa horizontal resultante, o momento total do sistema se conserva em módulo e direção.
- B) A energia cinética pode diminuir, permanecer ou até redistribuir-se, dependendo da colisão.
- C) A igualdade de velocidades não é obrigatória.
- D) Forças internas não mudam o momento total do sistema.
- E) O momento total só seria nulo se já fosse nulo inicialmente.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). O momento inicial é 0,02·300 = 6,0 kg·m/s; dividido pela massa total 2,00 kg, dá 3,0 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) Fica abaixo do valor imposto pela conservação do momento.
- B) Ainda não corresponde ao momento inicial de 6,0 kg·m/s.
- C) O momento inicial é 0,02·300 = 6,0 kg·m/s; dividido pela massa total 2,00 kg, dá 3,0 m/s.
- D) Exige momento final maior do que o inicial.
- E) Confunde velocidade da bala com a do sistema agregado.
Comentários por alternativa: