O trilho de ar é um dispositivo utilizado em laboratórios de física para analisar movimentos em que corpos de prova (carrinhos) podem se mover com atrito desprezível. A figura ilustra um trilho horizontal com dois carrinhos (1 e 2) em que se realiza um experimento para obter a massa do carrinho 2. No instante em que o carrinho 1, de massa 150,0 g, passa a se mover com velocidade escalar constante, o carrinho 2 está em repouso. No momento em que o carrinho 1 se choca com o carrinho 2, ambos passam a se movimentar juntos com velocidade escalar constante. Os sensores eletrônicos distribuídos ao longo do trilho determinam as posições e registram os instantes associados à passagem de cada carrinho, gerando os dados do quadro.
Com base nos dados experimentais, o valor da massa do carrinho 2 é igual a
- A
50,0 g.
- B
250,0 g.
- C
300,0 g.
gabarito - D
450,0 g.
- E
600,0 g.
Resolução
A questão deve ser respondida a partir dos conhecimentos sobre Quantidade de Movimento (Q= m.v). Sabe-se que a velocidade inicial do carrinho pode ser encontrada pelos dados da tabela sendo igual á 15 cm/s. Sendo 30 cm a distância inicial entre os carrinhos, esses irão colidir no instante de 2s. Após a colisão, passam a se mover juntos, com a velocidade de 5 cm/s. A partir de um sistema mecanicamente isolado, têm-se que a energia inicial é igual a energia final: m1.v1 + m2.v2 = (m1+m2) . v
Logo a massa do carrinho 2 é de 300g.