Em um sistema isolado, dois carros, cada um com uma massa de 2500 kg de carro de Ollide 1, está inicialmente em repouso, enquanto 2 estava se movendo 20, qual a velocidade após a colisão?
Vamos quebrar esse problema passo a passo para encontrar as velocidades dos carros após a colisão.
Entendendo os conceitos *
Conservação do Momentum: Em um sistema isolado (sem forças externas), o momento total antes de uma colisão é igual ao momento total após a colisão.
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Momentum: O momento (p) é calculado como massa (m) vezes a velocidade (v):p =m * v
configurar o problema * Carro 1:
* Massa (M1) =2500 kg
* Velocidade inicial (v1i) =0 m/s (em repouso)
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Car 2: * Massa (m2) =2500 kg
* Velocidade inicial (v2i) =20 m/s
cálculos 1.
Momento inicial: O impulso total antes da colisão é o momento do carro 2, já que o carro 1 está em repouso:
* Momento inicial (pi) =m2 * v2i =2500 kg * 20 m/s =50000 kg * m/s
2.
Momento final: Digamos que a velocidade final do carro 1 é V1F e a velocidade final do carro 2 é V2F. O momento total após a colisão é:
* Momento final (pf) =m1 * v1f + m2 * v2f
3.
conservação do momento: Podemos definir o momento inicial e final igual um ao outro:
* pi =pf
* 50000 kg * m/s =2500 kg * v1f + 2500 kg * v2f
4.
Resolvendo as velocidades finais: Temos uma equação e duas incógnitas (V1F e V2F). Para resolver isso, precisamos de informações adicionais sobre a colisão. Aqui estão os dois cenários mais comuns:
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Colisão perfeitamente inelástica: Os carros ficam juntos após a colisão. Nesse caso, eles têm a mesma velocidade final (v1f =v2f =vf). Podemos simplificar a equação:
* 50000 kg * m/s =2500 kg * vf + 2500 kg * vf
* 50000 kg * m/s =5000 kg * VF
* vf =10 m/s (ambos os carros se movem juntos a 10 m/s após a colisão)
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colisão elástica: A colisão é perfeitamente elástica, o que significa que a energia cinética também é conservada. Isso requer um cálculo mais complexo e precisamos de mais informações sobre o tipo de colisão.
Conclusão Para determinar as velocidades finais dos carros, precisamos saber se a colisão é perfeitamente inelástica ou elástica. Sem essa informação, não podemos resolver as velocidades finais.