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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) 2021

Questão 2 — Física: Colisões — Coeficiente de Restituição

Física Colisões — Coeficiente de Restituição

ITA 2021 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2022 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

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.
Selecione uma alternativa

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.

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Gabarito: D

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito ITA — Vestibular 2022 — 1ª fase