Questão de Ciências da Natureza #019f69c6
(Q44) Um projétil, de massa m e velocidade v, colidiu frontalmente com um bloco de madeira de massa M que estava em repouso em uma superfície horizontal sem atrito, preso a uma mola ideal de constante elástica k. Após a colisão, o projétil e o bloco desenvolveram um movimento solidário, o que provocou, na mola, uma compressão máxima igual a x, conforme mostra a figura a seguir.
Como não há atrito entre o bloco de madeira e a mesa horizontal, a conservação da energia mecânica garante que o valor da energia cinética do sistema imediatamente antes da colisão seja igual ao valor da energia cinética do sistema imediatamente após a colisão.
Certo
Errado
Explicação Oficial / Explicações da Comunidade
O item está Errado (que corresponde à alternativa B).
Análise Teórica:
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Ausência de Atrito Externo vs. Processo de Colisão:
A ausência de atrito entre o bloco de madeira e a mesa garante que, durante o movimento de deslizamento do bloco, a energia mecânica do sistema se conserve. No entanto, isso não garante a conservação da energia cinética durante o evento da colisão propriamente dita. -
Natureza das Colisões:
Durante uma colisão (como a de um projétil que atinge um bloco de madeira), forças internas extremamente intensas atuam nos corpos em um intervalo de tempo muito curto.- Se a colisão for inelástica (ou perfeitamente inelástica, onde os corpos seguem juntos), há deformação permanente, geração de calor e emissão sonora. Nesses casos, uma fração significativa da energia cinética inicial do sistema é dissipada em outras formas de energia (energia térmica, vibracional, etc.).
- A energia cinética só seria conservada imediatamente antes e imediatamente após a colisão se o choque fosse perfeitamente elástico, o que é uma propriedade intrínseca dos materiais e da natureza da interação dos corpos na colisão, e não da ausência de atrito entre o bloco e a mesa.
Portanto, a ausência de atrito com a mesa garante apenas a conservação da energia mecânica do sistema enquanto ele se move livremente, mas não garante que a colisão seja elástica. Logo, a energia cinética imediatamente antes e após a colisão geralmente diferirá.