3 -(Olimpíada Brasileira de Física) São realizadas experiências com 5 pêndulos de mesmos comprimentos.
As massas pendulares são de bolas de bilhar iguais, cada uma ligeiramente encostada na outra.
Experiência 1: A bola 1 é erguida de uma altura H e abandonada. Ela colide com a bola 2. O choque se
propaga e a bola 5 é lançada, praticamente até a mesma altura H.
Experiência 2: Agora as bolas 1 e 2 são erguidas conforme ilustra a figura e abandonadas. Elas cami-
nham juntas até a colisão com a bola 3.
Dois estudantes, Mário e Pedro, têm respostas diferentes com relação à previsão do que irá ocorrer
após a propagação do choque. Mário acha que somente a bola 5 irá se movimentar, saindo com velo-
cidade duas vezes maior que as velocidades das bolas 1 e 2 incidentes. Pedro acha que as bolas 4 e 5
sairão juntas com a mesma velocidade das bolas incidentes 1 e 2.
a) A previsão de Mário é correta? Justifique.
b) A previsão de Pedro é correta? Justifique.
Respostas
Resposta:
Sejam x a quantidade de bolas que sairão juntas após o final, v a velocidade dela no instante em que elas se separam das demais esferas e m a massa de cada esfera.
Podemos fazer, pela conservação da quantidade de movimento:
2mv⁰ = xmv
Pela conservação da energia mecânica:
2mv²/2 = xmv²/2 → 2mv⁰ • v⁰ = xmv • v → v
Diante do exposto, apenas a previsão de Pedro está correta.
Explicação:
Espero ter ajudado vcs <3
As previsões de Mário e Pedro são, respectivamente: Falsa e Verdadeira - letra a) e b).
Vamos aos dados/resoluções:
O Movimento Periódico é umas das premissas mais sólidas da física, porque o pêndulo quando sofre o ato de "desviar" de sua posição de equilíbrio acaba nos fazendo imaginar como de fato, ele atua.
PS: A força restauradora é proporcional a coordenada para pequenos deslocamentos.
Dessa forma, para a previsão de Mário na letra a), temos que:
Se após a colisão, apenas a bola de número cinco (5) emergisse com uma velocidade V = 2Vo, teremos:
- Quantidade de Movimento: M(2vo) = 2mVo
- Energia Cinética: Ec5 diferente de Eco porque (1/2)m (2Vo)². Com isso 2mVo² > mVo².
E é sabido que nas colisões elásticas, além da quantidade de movimento em si, a energia cinética também precisa ser conservada, fazendo com que a previsão de Mário seja falsa.
Agora já para a previsão de Pedro, na letra b):
Vemos que é correta porque é exatamente o que a teoria diz, ou seja, nas colisões elásticas (tanto na energia cinética como na quantidade de movimento), ambas precisam ser conservadas.
Para saber mais sobre o assunto:
https://brainly.com.br/tarefa/24762755
Espero ter ajudado nos estudos e bebam água :)
