Gabarito disponível
A bola A, de massa m, é liberada a partir do repouso de um edifício exatamente quando a bola B, de massa 3m, é lançada verticalmente para cima a partir do solo. As duas bolas colidem quando a bola A tem o dobro da velocidade de B e sentido oposto. O coeficiente de restituição da colisão é dado por e = 0,5. Determine a razão das velocidades, |v_A/v_B|, logo após o choque.
Resolução comentada
Colisão unidimensional com e = 0,5, A de massa m a −2v e B de massa 3m a +v.
Com o sentido para cima positivo: u_A = −2v e u_B = +v. Conservação do momento: m(−2v) + 3m(v) = mv = m·v_A + 3m·v_B. Restituição: v_A − v_B = −e(u_A − u_B) = 0,5·3v = 1,5v. Resolvendo: v_B = −0,125v e v_A = 1,375v. Logo |v_A/v_B| = 11.
Análise das alternativas
A) 0, B) 1, C) 5 e E) 13 não satisfazem simultaneamente a conservação do momento e a definição de e = 0,5.
Referência: Conservação do momento linear e coeficiente de restituição.
Resolução comentada do VaiConcursos.