Questões de Concurso sobre Colisão

A figura a seguir apresenta uma partícula A, de massa m e velocidade $\overrightarrow{v}$, colidindo frontalmente com uma partícula B de massa 2m, que se encontra inicialmente em repouso. Considerando que, durante a colisão, o coeficiente de restituição foi de 0,8, pode-se afirmar que a perda de energia cinética, durante a colisão foi de

Considere uma partícula de massa 𝑚, que se move com velocidade 𝑣₀, e realiza uma colisão inelástica unidimensional com outra partícula de massa 𝑀, inicialmente em repouso. O coeficiente de restituição do material constituinte das partículas é denotado por 𝜖. Considerando que a razão das massas das partículas é 𝑀/𝑚 = 𝜆, analise as assertivas abaixo:

I. A velocidade da partícula de massa 𝑚 após a colisão é 𝑣 = 𝑣₀(1 − ϵλ)/(1 + λ).

II. A velocidade da partícula de massa 𝑀 após a colisão é 𝑉 = 𝑣₀(1 + ϵ)/(1 + λ).

III. A razão entre a energia cinética adquirida pela partícula de massa 𝑀 e a energia cinética inicial da partícula de massa 𝑚 é 𝜆(𝜖 + 1)/(𝜆 + 1).

Quais estão corretas?

Se o corpo, após a colisão, adquirir velocidade igual a $v/k$, em que $k$ é uma constante, a colisão será elástica se $k=\frac{\left(\frac{M}{m}+1\right)}{2}.$

Duas bolas B₁, e B₂, de massas iguais m > 0 deslocam-se no semieixo negativo 0x em direção à origem com velocidades não nulas v₁=2v e v₂= v respectivamente, enquanto uma bola B₃ de massa 2 m desloca-se no semieixo positivo com velocidade v₃ = -3v. As três bolas chocam-se na origem e permanecem juntas com velocidade v_F. Nessas condições, é correto afirmar que:

Ao analisar o quadro acima verifica-se informações incorretas nas linhas:

O centro de massa associado aos dois corpos permanece em repouso durante toda a colisão deles com a mola.

Dois amigos brincando em uma pista de boliche jogam duas bolas contendo respectivamente massas de 1,0 kg e 2,0 kg na mesma direção e em sentidos contrários, com velocidade igual em módulo. Elas acabam sofrendo colisão inelástica frontal. Sabendo que o módulo da velocidade das bolas é de 3,0 m/s após a colisão, determine o modulo da velocidade inicial das massa.

Muitas pessoas ainda se espantam com o fato de um passageiro sair ileso de um acidente de carro enquanto o veículo onde estava teve perda total. Essas pessoas talvez considerem, equivocadamente, que os carros mais seguros são os que têm as estruturas mais rígidas, ou seja, estruturas, que durante uma colisão, apresentam menor deformação. Na verdade, o que ocorre é o contrário. Por isso, a partir de 1958, passaram a ser produzidos carros com partes que se deformam facilmente.

DAY, C. Crumple Zones. Disponível em: https://pubs.aip.org.

Acesso em: 2 jul. 2024 (adaptado).

Assim, além dos cintos de segurança e dos airbags, os carros modernos passaram a contar com o dispositivo de segurança conhecido como crumple zone (região deformável, em inglês), conforme a figura.

Considerando o carro, seus ocupantes e o muro da figura como um sistema isolado, o crumple zone aumenta a segurança dos passageiros porque, durante uma colisão, a deformação da estrutura do carro

Se um corpo de massa $m$ e velocidade $v$ se chocar frontalmente, de forma totalmente inelástica, com outro corpo de mesma massa e em repouso e toda a energia cinética do choque for dissipada em forma de calor, o valor desse calor será igual a

O momento linear total dos dois corpos é nulo durante toda a colisão.

Em uma colisão unidimensional não relativística, uma partícula de massa 2m colide com uma partícula de massa m em repouso. Se as partículas se unirem após a colisão, que fração da energia cinética inicial será perdida na colisão?

Durante uma aula sobre colisões inelásticas, um estudante lançou um carrinho de massa m e velocidade v sobre um objeto que possuía o triplo da massa do carrinho. O objeto inicialmente estava em repouso e após a colisão adquiriu uma velocidade de v/2. Sobre a situação, marque a afirmativa correta.

Colisões são frequentemente estudadas na Física e áreas afins, sendo válidas tanto para entender a dinâmica entre colisões de partículas subatômicas até mesmo de projéteis ou veículos automotivos. Utilizando um trilho de ar, uma estudante de licenciatura em Física do IFTO, observa a colisão entre o carro 1 e o carro 2, que possuem massas 𝑚₁ e 𝑚₂, respectivamente. No processo, o carro 1 vem da esquerda com velocidade 𝑣₁ e atinge o carro 2 que se encontra em repouso. Após as análises, ela conclui que houve uma colisão perfeitamente inelástica. Desse modo pode-se afirmar que ela chegou a tal conclusão pois:

A energia potencial armazenada pela mola, quando os dois corpos ficam em repouso, é de MV²/2.

“Você está dirigindo em uma rua tranquila e vai dar uma olhada rápida no GPS quando, inesperadamente, o carro à sua frente freia. Se o seu veículo contar com a Frenagem Automática de Emergência (AEB na sigla em inglês), a colisão e a dor de cabeça podem ser evitadas.”

Este texto, publicado em 05/05/2022, em jornal online (https://mobilidade.estadao.com.br/entender/ frenagem-autonoma-de-emergencia-quando-o-carro-para-sozinho/), não traz informações sobre os parâmetros utilizados pelos sistemas AEB para iniciar a frenagem. Ainda, em outro trecho do texto, “o executivo da Bosch alerta, contudo, para o fato de o AEB ser um sistema auxiliar. O motorista jamais deve ficar desatento por estar conduzindo um automóvel com o equipamento”. Dessa forma, é notável que os parâmetros são diversos e variáveis.

Qual dos parâmetros abaixo é desprezível em relação à distância de frenagem de um automóvel?

Uma esfera A, de massa igual a 4 g, é lançada na direção positiva do eixo x, com velocidade igual a 2,5 m/s. Outra esfera B, de massa igual a 3 g, é lançada na direção positiva do eixo y, com velocidade 2,5 m/s. As esferas colidem, permanecendo unidas após a colisão. Qual é a velocidade das esferas após a colisão?

A intensidade da força média da mola sobre cada corpo, no intervalo da colisão com a mola, será de MV/T.

A figura a seguir ilustra um sistema que, por hipótese, está isolado de agentes externos, formado por um projétil e um bloco. O projétil tem uma massa 𝒎 constante e uma velocidade inicial de intensidade 𝒗, e se move ao longo da direção 𝒙, como indicado na figura, indo de encontro a um bloco de massa 𝑴 também constante e que está inicialmente parado. Não há quaisquer atritos envolvidos no problema.

Num dado instante, há uma colisão totalmente inelástica entre o projétil e o bloco, e eles passam a ter uma velocidade comum $\overrightarrow{V}$ . A colisão é unidimensional. Considerando que 𝒎 = 0,50 kg, 𝑴 = 4,5 kg e 𝒗 = 90 m/s, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da intensidade 𝑽 da velocidade dos objetos após a colisão.

Duas partículas, A e B, de massas 4m e m, respectivamente, movimentam-se sobre uma superfície plana e horizontal, ao longo de uma mesma trajetória. O coeficiente de atrito cinético entre essa superfície e cada partícula é o mesmo e igual a μ_A = μ_B = 0,1

A figura abaixo indica as posições das partículas no instante t₀ = 0, quando as velocidades de A e B valem, respectivamente, 40 m/s e –10 m/s.

A partir desse instante as duas partículas estão sujeitas, na direção de seus movimentos, apenas à ação da força de atrito com a superfície. Em dado momento elas colidem, sofrendo um choque parcialmente elástico, de coeficiente de restituição e = 0,25. Durante essa rápida colisão, o sistema é considerado isolado e, logo após, as partículas novamente voltam a ter sobre elas, na direção do movimento, a ação exclusiva da força de atrito, permanecendo em movimento uniformemente variado até pararem.

Nessas condições, ao atingir o repouso, a partícula A estará na posição S_A, em metros, igual a

Dois veículos deslocando-se em sentidos contrários por uma mesma via, colidem de tal forma que suas velocidades imediatamente antes e depois da colisão tomam o rumo esquematizado na figura.

V_A e V_B são as velocidades imediatamente antes da colisão; V_A ’ e V_B ’ são as velocidades imediatamente depois da colisão.

Essa colisão, na realidade,