Questão 3 da prova do MNEF – SBF – Por que as velocidades são iguais?

30 de julho, 2014 às 10:19 | Postado em Mecânica

Prof. Lang
Agradeço a sua resposta à questão dos dois capacitores que foi muito esclarecedora. Questão 16 da prova do MNEF – SBF – Dois capacitores
Eu quero aprender com meus erros e lhe peço, se possível, esclarecimentos sobre a resposta a duas questões.
Na questão 3 marquei a alternativa D pois tanto na situação 1 quanto na 3, por serem iguais em relação ao eixo do cilindro, o cilindro ganha energia cinética de rotação. Como a energia cinética do projétil é a mesma nas três situações e na situação 1, o cilindro não ganha rotação e portanto a plataforma deve receber uma velocidade maior. A alternativa correta pelo gabarito é a C. É isto mesmo?
Na questão 5 igualei a força centrípeta no apogeu e no perigeu com a força de atração da Terra na Lua e verifico que a afirmação I está errada. Mas o gabarito informa que tanto a I quando a II são corretas.
Agradeço antecipadamente as suas respostas e quero lhe dizer que acompanho suas postagens sempre que posso e muito tenho aprendido.

Deixarei a questão 5 para outra postagem. Eu responderei nesta postagem a questão 3, enunciada abaixo.

A colisão do projétil deformável com o cilindro certamente não conserva energia cinética! Portanto o encaminhamento do raciocínio por considerações energéticas é inviável. Aliás em colisões somente há conservação de energia cinética nas ditas colisões elásticas.

Como o sistema plataforma-cilindro-projétil está livre de forças horizontais, neste processo de interação do projétil com o cilindro-plataforma deve então haver conservação do momento linear do sistema. Como o projétil fica finalmente em repouso sobre a plataforma, NÃO IMPORTANDO onde foi o local de interação do projétil com o clindro-plataforma, o momento linear inicial do projétil (já que a plataforma estava inicialmente em repouso) deve ser exatamente igual ao momento linear da plataforma-cilindro-projétil no final. Ou seja, o sistema deve se mover para a esquerda sempre com a mesma velocidade final, independentemente do local de interação do projétil com o cilindro.

É também importante destacar que NÃO há conservação do momento angular para este sistema. Tal decorre de que durante a interação do projétil com o cilindro as forças verticais exercidas pelos trilhos na plataforma  se modificam, acontecendo portanto um torque externo ao sistema. Aliás, a NÃO conservação do momento angular explica o que a nossa intuição mecânica sobre este processo facilmente reconhece como correto: na situação 1 o cilindro acaba por girar em sentido contrário do que gira na situação 3 e, portanto, o momento angular final na situação 1 e 3 são diversos.

Há uma questão no CREF que trata de um sistema algo parecido com este da questão 3. Vide o interessante vídeo https://www.youtube.com/watch?v=vWVZ6APXM4w e a questão que dele trata: Conservação do Momento Linear e Angular .

“Docendo discimus” (Sêneca)

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