Início » Prova do ENEM 2016 Resolvida » Prova de Física do ENEM 2016 Resolvida » (Enem 2016) 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 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.1

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(Enem 2016) 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 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.1

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

A) 50 g
B) 250,0 g
C) 300,0 g
D) 450,0 g
E) 600,0 g

Resposta:

A alternativa correta é letra C)

Podemos dividir o problema em duas partes, uma antes da colisão entre os carrinhos e uma depois.

1) Nessa parte sabemos que apenas o carrinho 1 se movimenta, e podemos descobrir o valor da velocidade deste movimento a partir dos dados fornecidos na tabela(utilizando as duas primeiras medidas):

$v_1 = frac{Delta s}{Delta t}= frac{30-15}{1-0} = 15cm/s$

2) Após a colisão ambos os carrinhos passam a se movimentar juntos com a mesma velocidade escalar, e podemos calcular esse valor a partir das duas últimas medidas da tabela:

$v_2 = frac{Delta s}{Delta t}= frac{90-75}{11-8} = 5cm/s$

Agora para encontrarmos a massa do carrinho 2 precisamos calcular o momento dos carrinhos antes e depois do movimento. Como o atrito é desprezível sabemos os valores devem ser iguais, pela lei da conservação do momento linear, assim:

$\ m_1cdot v_1 = (m_1+m_2)cdot v_2 \ frac{m_1cdot v_1}{v_2} = m_1+m_2 \ m_2 = frac{m_1cdot v_1}{v_2} -m_1 \ m_2 = frac{150gcdot 15m/s}{5m/s}-150g \ m_2 = 150 gcdot 3 - 150g \m_2 = 450g - 150g \ m_2 = 300g$

Resposta: C

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Resposta:

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