Leis de conservação em uma colisão

Temos dois discos sobre uma mesa, onde um fluxo de ar (na mesa) elimina o atrito no deslocamento horizontal. Um disco está preso por uma corda a um pivô fixo. O outro disco vem com uma velocidade inicial e colide com o primeiro. Após a colisão, os dois discos ficam colados. Sobre leis de conservação, podemos dizer que para o sistema (discos + corda): 


(a) A energia mecânica não se conserva, o momento linear não se conserva, o momento angular se conserva. 
(b) A energia mecânica não se conserva, o momento linear se conserva, o momento angular não se conserva. 
(c) A energia mecânica não se conserva, o momento linear se conserva, o momento angular se conserva. 
(d) A energia mecânica se conserva, o momento linear não se conserva, o momento angular se conserva. 
(e) A energia mecânica se conserva, o momento linear se conserva, o momento angular se conserva. 

Gabarito: a)

O momento linear sempre se conserva quando o somatório das forças externas é igual a zero. O gabarito, portanto, propõe que, pelo fato da força centrípeta ser a resultante, o momento linear não se conserva. No entanto, minha dúvida é a seguinte: Por que a força centrípeta é uma força externa desse sistema??

O momento linear sempre se conserva quando o somatório das forças resultantes externas é igual a zero. O gabarito, portanto, propõe que, pelo fato da força centrípeta ser a resultante, o momento linear não se conserva. No entanto, minha dúvida é a seguinte: Por que a força centrípeta é uma força externa desse sistema??

Essa explicação fica meio ruim de entender. O mais óbvio é que, havendo um movimento circular, a velocidade muda (de direção) continuamente e isso implica em variação do momento linear.

Como quem faz isso é a força centrípeta, ela atua como externa ao sistema.

Euclides, como o pivô (a estrutura que prende a corda à mesa) não faz parte do sistema em questão (corda + discos) a tração exercida do pivô na corda é uma força externa do sistema, justificando a não conservação do momento. correto?

No entanto, se eu colocar tal pivô no meu sistema, não haverá forças externas a esse sistema na dimensão do movimento. Como a força centrípeta é apenas uma resultante, ela será uma resultante de uma força interna. Contudo, conforme o disco gira haverá uma variação na direção do momento linear, implicando em uma não conservação do momento. Qual o erro deste raciocínio??

Uma coisa é certa: a variação do momento linear é devida à força centrípeta e assim, em acordo com a segunda lei de Newton, ela não é uma força interna ao sistema. Ela surge como reação à fuga inercial das massas.

Entendi Euclides, valeu!

Mesmo que você inclua o pivô no sistema, o momento linear NÂO será conservado. Isso porque ainda sim existirá uma força da mesa sobre o pivô, e portanto uma força externa. Para você conseguir um sistema o qual o momento  se conserva, você deverá incluir a mesa no sistema, considerando é claro que não haja atrito entre a mesa e o chão. Já com relação a força centripeta, ela é sim uma força interna ao sistma. No caso do sistema PIVÔ + CORDA + DISCOS o sistema não é conservado devido a força da mesa sobre o pivô e não da força centripeta, que é sim uma força interna ao sistema para este caso.

Valeu FhG!!! Ajudou muito :DD