Question

Um objeto de massa 5kg com rapidez de 4,0 m/s viaja e colide com outro objeto de 10kg que tinha rapidez de 3,00 m/s. Após a colisão, o objeto de 10kg fica parado e o outro objeto se move com velocidade v. (a) Qual a velocidade (módulo, direçao e sentido) do primeiro objeto? (b) A colisão foi elástica?

Answer 1

$m_{1}=5kg\\v_{1}=4m/s\\m_{2}=10kg\\v_{2}=3m/s$
Q = quantidade de movimento: $Q = m.v$

a)
$Q_{0}=Q_{f}\\(m_{1}.v_{1})+(m_{2}.v_{2})=(m_{1}.v_{1f})+(m_{2}.v_{2f})\implies \\\\ (5kg.4m/s)+(10kg.3m/s)=(5kg.v_{1f})+(m_{2}.0m/s)\implies \\\\ 20kg.m/s+30kg.m/s=5.v_{1f}kg\implies 5.v_{1f}kg=50kg.m/s\implies \\\\ v_{1f}=\frac{50kg.m/s}{5kg}\implies v_{1f}=\frac{50m/s}{5}=10m/s$
O objeto de massa 5kg após colidir com o de 10kg terá velocidade de 10m/s, sentido e direção opostos aos da velocidade do primeiro objeto quando este havia sido lançado.

b)
Foi sim elástica. Pois houve conservação da energia e uma das características das colisões elásticas são a mudança do vetor velocidade, ele vira um vetor oposto, como mesmo módulo, porém, com direção e sentidos contrários.