Flashcard FC279279
Em um sistema isolado, o que acontece com a velocidade do centro de massa quando atuam apenas forças internas?
Dinâmica
CEBRASPE (CESPE) · 2019
Em um sistema isolado, o que acontece com a velocidade do centro de massa quando atuam apenas forças internas?
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Resposta
Permanece constante; a velocidade do centro de massa não se altera.
Como as forças internas não mudam o momento linear total, vale a conservação: \( \sum m_i\mathbf{v}_i = \text{constante} \).
Portanto a velocidade do centro de massa, \( \mathbf{V}_{CM}=\dfrac{\sum m_i\mathbf{v}_i}{M}\), permanece igual à velocidade inicial do CM mesmo que as partículas do sistema mudem suas velocidades.
Exemplo: Um trenó de massa 10 kg move-se a 4 m/s sobre gelo sem atrito e se parte internamente em massas de 6 kg e 4 kg. Após a separação, a primeira parte tem \(v_1=5\ \mathrm{m/s}\) e a segunda tem \(v_2\) desconhecida.
Conservação do momento: \(10\cdot4=6\cdot5+4\cdot v_2\).
\(40=30+4v_2\Rightarrow v_2=\dfrac{10}{4}=2{,}5\ \mathrm{m/s}.\)
Velocidade do CM: \(V_{CM}=\dfrac{6\cdot5+4\cdot2{,}5}{10}=\dfrac{40}{10}=4\ \mathrm{m/s}\), igual à inicial.
Como as forças internas não mudam o momento linear total, vale a conservação: \( \sum m_i\mathbf{v}_i = \text{constante} \).
Portanto a velocidade do centro de massa, \( \mathbf{V}_{CM}=\dfrac{\sum m_i\mathbf{v}_i}{M}\), permanece igual à velocidade inicial do CM mesmo que as partículas do sistema mudem suas velocidades.
Exemplo: Um trenó de massa 10 kg move-se a 4 m/s sobre gelo sem atrito e se parte internamente em massas de 6 kg e 4 kg. Após a separação, a primeira parte tem \(v_1=5\ \mathrm{m/s}\) e a segunda tem \(v_2\) desconhecida.
Conservação do momento: \(10\cdot4=6\cdot5+4\cdot v_2\).
\(40=30+4v_2\Rightarrow v_2=\dfrac{10}{4}=2{,}5\ \mathrm{m/s}.\)
Velocidade do CM: \(V_{CM}=\dfrac{6\cdot5+4\cdot2{,}5}{10}=\dfrac{40}{10}=4\ \mathrm{m/s}\), igual à inicial.
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/278233
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