Question

Tempestades solares são causadas por um fluxo intenso de partículas de altas energias ejetadas pelo Sol durante erupções solares. Esses jatos de partículas podem transportar bilhões de toneladas de gás eletrizado em altas velocidades, que podem trazer riscos de danos aos satélites em torno da Terra. Considere que, em uma erupção solar em particular, um conjunto de partículas de massa total mp = 5 kg, deslocando-se com velocidade de módulo vp = 2x105 m/s, choca-se com um satélite de massa Ms = 95 kg que se desloca com velocidade de módulo igual a Vs = 4x103 m/s na mesma direção e em sentido contrário ao das partículas. Se a massa de partículas adere ao satélite após a colisão, o módulo da velocidade final do conjunto será de a) 102.000 m/s. b) 14.000 m/s. c) 6.200 m/s. d) 3.900 m/s.

#UNICAMP

Answer 1

Alternativa (c) é a correta 6200 [m/s]

Como este fenômeno acontece no vácuo, podemos dizer que o sistema está mecanicamente isolado e há conservação da quantidade de movimento. Sendo assim, a colisão é inelástica.

Levaremos em conta aqui a conservação da quantidade de movimento

Qi = Qf

Q = m .v

onde:

Q: quantidade de movimento [kg.m/s]

m: massa do corpo

v: velocidade  

Os dados do exercício são iguais a:

m a massa das partículas (5 kg);

M a massa do satélite (95 kg);

v a velocidade das partículas (2*10^5 m/s);

V a velocidade do satélite (- 4*10³ m/s);

v' a velocidade final do sistema;

Substituindo esses dados nas fórmulas e não esquecendo que velocidades em sentidos opostos tem sinais diferentes temos que:

V' = 6200 [m/s]