Questão 43 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Outros
Texto associado à questão
Com referência a essa situação hipotética, à mecânica clássica e a áreas a ela correlatas, julgue os itens que se seguem.
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.
Na posição de compressão máxima, a energia potencial elástica armazenada na mola tem valor menor que o da energia cinética do projétil antes da colisão.
Julgue o item:
Gabarito: CERTO
Gabarito definitivo divulgado pela banca Cebraspe (PRF 2021).
Comentário
Gabarito: CERTO.
O item está correto porque a colisão entre o projétil e o bloco é inelástica, já que eles desenvolvem um movimento solidário após o impacto. Em colisões inelásticas, a energia cinética do sistema não é conservada; parte dela é dissipada, geralmente na forma de calor, som e deformação permanente dos corpos.
Antes da colisão, a energia cinética total do sistema é a energia cinética do projétil (Ec_projétil = 1/2 * m * v²). Após a colisão e antes da compressão da mola, o sistema projétil-bloco possui uma energia cinética menor (Ec_sistema_após_colisão), devido à perda de energia na colisão inelástica. Essa energia cinética do sistema é então convertida em energia potencial elástica na mola (Epe = 1/2 * k * x²) na posição de compressão máxima.
Como houve perda de energia cinética na colisão, a energia potencial elástica máxima armazenada na mola (que é igual à energia cinética do sistema projétil-bloco imediatamente após a colisão) será necessariamente menor que a energia cinética inicial do projétil. Assim, a energia potencial elástica na compressão máxima é menor que a energia cinética do projétil antes da colisão.
Fundamentos: Princípio da Conservação da Energia (em sistemas isolados) · Colisões inelásticas (perda de energia cinética)
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova Cebraspe PRF 2021 (Policial Rodoviário Federal), questão 43, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.