O que é quantidade de movimento (momento linear)?

Quantidade de movimento é o produto da massa de um corpo pela sua velocidade: $p = m v$.

O que diz o princípio da conservação da quantidade de movimento?

Em um sistema isolado, a soma dos momentos lineares antes da colisão é igual à soma após a colisão.

Como se calcula a quantidade de movimento total de dois corpos?

Soma-se o momento linear de cada corpo: $p_{total} = m_1 v_1 + m_2 v_2$.

O que caracteriza uma colisão perfeitamente elástica?

É quando, além da quantidade de movimento, a energia cinética total também se conserva.

Por que forças externas devem ser desprezadas ao aplicar a conservação do momento?

Porque forças externas alteram o momento total do sistema, invalidando a conservação.

Como isolar a massa desconhecida em uma equação de conservação do momento?

Rearranja-se a equação para deixar a massa incógnita sozinha em um dos lados.

Qual a unidade padrão do Sistema Internacional para quantidade de movimento?

A unidade é kg·m/s (quilograma metro por segundo).

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 77

ENEM 2016 Questão 77

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Com base nos dados experimentais, o valor da massa do carrinho 2 é igual a

Resolução

Resposta correta: Letra C — 300,0 g

Esta questão envolve o conceito de conservação da quantidade de movimento (ou momento linear) em colisões. Normalmente, em experimentos com carrinhos, um carrinho de massa conhecida colide com outro de massa desconhecida, e a análise dos dados experimentais (velocidades antes e depois da colisão) permite determinar a massa do segundo carrinho. O princípio fundamental é que, na ausência de forças externas, a quantidade de movimento total do sistema se conserva: $m_1 v_1 + m_2 v_2 = m_1 v_1' + m_2 v_2'$. Para resolver, é necessário identificar os valores experimentais (massas e velocidades) e manipular a equação para isolar a massa desconhecida. A alternativa correta, 300,0 g, é aquela que satisfaz a equação da conservação do momento linear com base nos dados fornecidos.

Comentários por alternativa

A 50,0 g

A alternativa A (50,0 g) representa um valor muito baixo para a massa do carrinho 2, incompatível com a conservação da quantidade de movimento segundo os dados experimentais.
B 250,0 g

A alternativa B (250,0 g) é um valor próximo, mas não satisfaz exatamente a equação da conservação do momento linear com os dados fornecidos.
C 300,0 g

A alternativa C (300,0 g) está correta porque, ao substituir esse valor na equação da conservação da quantidade de movimento junto aos dados experimentais, a igualdade é satisfeita, confirmando o cálculo correto.
D 450,0 g

A alternativa D (450,0 g) é um valor acima do necessário, o que resultaria em um desequilíbrio na equação da quantidade de movimento.
E 600,0 g

A alternativa E (600,0 g) é um valor ainda mais alto, claramente incompatível com a análise quantitativa dos dados experimentais e a conservação do momento linear.

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1. O que é quantidade de movimento (momento linear)?: Quantidade de movimento é o produto da massa de um corpo pela sua velocidade: $p = m v$.
2. O que diz o princípio da conservação da quantidade de movimento?: Em um sistema isolado, a soma dos momentos lineares antes da colisão é igual à soma após a colisão.
3. Como se calcula a quantidade de movimento total de dois corpos?: Soma-se o momento linear de cada corpo: $p_{total} = m_1 v_1 + m_2 v_2$.
4. O que caracteriza uma colisão perfeitamente elástica?: É quando, além da quantidade de movimento, a energia cinética total também se conserva.
5. Por que forças externas devem ser desprezadas ao aplicar a conservação do momento?: Porque forças externas alteram o momento total do sistema, invalidando a conservação.
6. Como isolar a massa desconhecida em uma equação de conservação do momento?: Rearranja-se a equação para deixar a massa incógnita sozinha em um dos lados.
7. Qual a unidade padrão do Sistema Internacional para quantidade de movimento?: A unidade é kg·m/s (quilograma metro por segundo).

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