Ano 2022avancado#ime#cfg#fase1#objetiva#2022#fisica#engenharia

Sobre o tema

Colisões elásticas entre duas partículas de massas iguais no plano XY são problemas comuns em mecânica clássica. A principal ferramenta é a conservação do momento linear: para um sistema isolado, o momento total antes e depois do choque permanece o mesmo. Neste caso, as posições são dadas por funções paramétricas do tempo, e as velocidades são obtidas por derivação. O instante do choque é determinado igualando as posições. A questão destaca um resultado interessante: para massas iguais, a soma dos vetores velocidade é invariante durante uma colisão elástica, independentemente dos detalhes da interação. Isso simplifica o cálculo, pois basta calcular a soma antes do choque. O conhecimento de cinemática vetorial e leis de conservação é essencial para resolver problemas como este.

Tópicos relacionados

  • Conservação do momento linear em colisões
  • Cinemática vetorial e derivação de posição
  • Colisões elásticas com massas iguais
  • Determinação do instante de choque
  • Invariância da soma das velocidades

Enunciado

: 0,25

Duas part�culas A e B de massas iguais se deslocam no plano XY. As coordenadas de suas

posi��es, em fun��o do instante de tempo t, em que 0 t t , choque s�o, respectivamente,
SA = (t2 - 9t + 13, t - 2) e SB = (-2t + 3, t2 - 7t + 13). No instante t = t , choque as

part�culas chocam-se elasticamente. Imediatamente ap�s o choque, o m�dulo da soma de seus

vetores de velocidade �:


(A) 5 (B) 10 (C) 13 (D) 17 (E) 53

10

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Perguntas frequentes

O que é uma colisão elástica?

É uma colisão onde a energia cinética total do sistema se conserva, além do momento linear. Não há perda de energia por deformação ou calor.

Em colisões de massas iguais, a soma das velocidades se conserva?

Sim. Como as massas são iguais, o momento total é proporcional à soma das velocidades. Pela conservação do momento, a soma das velocidades permanece constante.

Como encontrar o instante de colisão a partir das funções posição?

Iguale as funções posição das duas partículas. Resolva o sistema de equações para encontrar o tempo comum onde ambas ocupam o mesmo ponto.