Um objeto com 4,88 Kg e velocidade de 314 m/s atinge uma placa de aço a um ângulo de 42° e ricocheteia com a mesma velocidade e mesmo ângulo. Qual é a variação (intensidade e direção) da quantidade de movimento linear do objeto?

Ao ricochetear com o mesmo módulo de velocidade e de forma simétrica, o componente paralelo à placa não muda; apenas o componente perpendicular (normal) à placa inverte o sentido.

Pelo diagrama, o ângulo de $42^\circ$ está em relação à placa (à superfície). Assim:

• componente perpendicular: $v_\perp = v\,\sin 42^\circ$

Quantidade de movimento perpendicular antes: $\,p_{\perp i}=m v\sin 42^\circ$ (apontando para a placa)

Depois do choque elástico com reflexão simétrica: $\,p_{\perp f}=-m v\sin 42^\circ$ (apontando para longe da placa)

Logo, a variação vetorial é: [ \Delta \vec p = \vec p_f-\vec p_i \Rightarrow \Delta p = |-m v\sin 42^\circ - (m v\sin 42^\circ)| = 2 m v\sin 42^\circ ]

Substituindo $m=4{,}88\,\text{kg}$ e $v=314\,\text{m/s}$: [ \Delta p = 2\cdot 4{,}88\cdot 314\cdot \sin 42^\circ ] Como $\sin 42^\circ \approx 0{,}6691$: [ \Delta p \approx 2\cdot 4{,}88\cdot 314\cdot 0{,}6691 \approx 2050{,}64,\text{kg·m/s} ]

Direção e sentido: perpendicular à placa (na direção da normal), para longe da placa.

Alternativa correta: (B).