Gabarito disponível
Duas bolas de dimensões desprezíveis P e Q de mesma massa M > 0 estão em um plano horizontal Oxy. A bola P desloca-se em movimento circular uniforme, com velocidade angular de módulo 1 rad/seg a 0.5 m da origem, à qual está presa por um fio de massa desprezível e comprimento 0.5 m. A bola Q encontra-se em repouso até um instante t₀ em que as bolas se chocam. Após o choque, a bola Q passa a se mover em movimento retilíneo uniforme, enquanto a bola P retoma seu movimento circular uniforme, percorrendo a mesma circunferência, mas com velocidade angular de módulo 0.2 rad/seg e em sentido contrário ao que tinha antes do choque. Qual o módulo da velocidade da bola Q após o choque?
Resolução comentada
Conservação da quantidade de movimento no instante do choque.
Antes do choque, vP = ωr = 1·0,5 = 0,5 m/s. Depois, vP = 0,2·0,5 = 0,1 m/s em sentido contrário. Conservando o momento linear na direção do movimento, M(0,5) = M(−0,1) + M·vQ, o que dá vQ = 0,6 m/s.
Análise das alternativas
1,2; 0,8; 0,4 e 0,25 m/s resultam de erros de sinal ou de cálculo das velocidades lineares. Por exemplo, 0,4 vem de 0,5 − 0,1, sem considerar que o sentido se inverteu.
Referência: Dinâmica – Colisões e conservação do momento linear.
Resolução comentada do VaiConcursos.