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Questão de Física — Dinâmica — CESPE / CEBRASPE 2021

FísicaDinâmica
Código
ce122866
Banca
CESPE / CEBRASPE
Órgão
PRF
Ano
2021
Nível
Superior
Cargo
Policial Rodoviário Federal
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.



Com referência a essa situação hipotética, à mecânica clássica e a áreas a ela correlatas, julgue o item que se segue.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.
  1. CCerto
  2. EErrado
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GabaritoE — Errado

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Colisões e conservação de energia mecânica

Gabarito: ERRADO. A afirmação de que a energia cinética do sistema se conserva é falsa, pois a colisão descrita é perfeitamente inelástica (projétil e bloco ficam unidos após o choque). Nesse tipo de colisão, a energia mecânica não se conserva: parte dela é dissipada em deformação, calor e som. A quantidade de movimento total se conserva, mas a energia cinética total após a colisão é sempre menor que antes.

O texto-base deixa claro que, na colisão inelástica, o sistema é dissipativo:

"Na colisão inelástica, o sistema é dissipativo. A energia mecânica total do sistema imediatamente após a interação é menor do que a energia mecânica total do sistema imediatamente antes da interação."

"embora a quantidade de movimento total se conserve nas colisões, o mesmo não ocorre, necessariamente, com a energia mecânica total do sistema."

Portanto, mesmo não havendo atrito externo, a colisão em si gera perda de energia. A conservação da energia mecânica só valeria se o choque fosse elástico (coeficiente de restituição igual a 1), o que não é o caso.

  1. 1Antes: projétil + bloco separados
  2. 2Colisão inelástica
  3. 3Depois: unidos (deformação/calor/som)
  4. 4Energia cinética total se reduz
LEVEL · soulevel.com.br
NÃO CAIA NESSA!

A banca tenta induzir o candidato a pensar que "sem atrito" = energia se conserva. A pegadinha está em ignorar que a dissipação ocorre dentro da colisão, e não por atrito externo. O conceito correto é: em qualquer colisão inelástica, a energia cinética total se reduz.

❌ ERRADO.

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