Question

A figura abaixo mostra um bloco de massa m1 = 1 kg que parte do repouso
de um ponto A cuja altura é h = 5 m e escorrega até chocar-se com outro bloco
de massa m2 = 2 kg que estava em repouso no ponto B. Supondo a ausência
de qualquer atrito e considerando o choque perfeitamente elástico, determine
a velocidade do segundo bloco após o choque.

Answer 1

Esse exercício envolve dois assuntos da Física: conservação de movimento e quantidade de movimento.

Na conservação de movimento, se não houver atrito, a energia mecânica inicial deve ser igual à energia mecânica final:

$Emo = Emf$
$Eco + Epgo = Ecf + Epgf$
(Energia cinética inicial + energia potencial gravitacional inicial = energia cinética final + energia potencial gravitacional final)

Pelo fato de o bloco de massa m1 partir do repouso, sua velocidade inicial será 0m/s. Então a energia cinética inicial é 0. E como ele chega a uma altura final h = 0, sua energia potencial gravitacional final é também igual a 0.

$0 + Epgo = Ecf + 0$
$mgho = \frac{m v^{2} }{2}$
$1.10.5 = \frac{1 v^{2} }{2}$
$50. 2 = v^{2}$
$v = 10m/s$

Portanto, o corpo de massa m1 irá chegar ao corpo b com uma velocidade de 10m/s.

Agora você parte para a quantidade de movimento.
Na quantidade de movimento:

$Qm1 = Qm2$
$m1. v1 = m2 . v2$
$1.10 = 2.v2$
$v2 = \frac{10}{2}$
$v2 = 5m/s$