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Exercícios Resolvidos de Colisões Inelásticas

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Enunciado

Física 1 - UFF; P1 de 2019.2

12 - Lulas e polvos se impulsionam expelindo água. Eles fazem isso armazenando água em uma cavidade e repentinamente contraindo essa cavidade para expelir a água através de um orifício. Uma lula de 6,5   k g (incluindo a água) está em repouso quando de repente avista um perigoso predador. Se a lula possui 1,70   k g de água em sua cavidade, com qual módulo da velocidade ela deve expelir essa água para subitamente atingir uma velocidade com módulo de 2,50   m / s e assim conseguir escapar do predador? Despreze qualquer efeito da força de arraste da água circundante.

A) 5,98   m / s

B) 6,78   m / s

C) 7,06   m / s

D) 5,53   m / s

E) 8,01   m / s

Passo 1

Q i = Q f

Q i = m i ⋅ v i

Q f = m á g u a ⋅ v á g u a + m l u l a ⋅ v l u l a

A massa inicial da lula é 6,5   k g pois ela tem água dentro dela, mas a velocidade inicial dela é 0 , já que ela está parada nesse momento inicial (um pouco antes dela avistar o predador). Então,

Q i = m i ⋅ 0 = 0

Ou seja...

Q f = 0   →

m á g u a ⋅ v á g u a + m l u l a ⋅ v l u l a = 0  

Como queremos saber a velocidade da água expelida, podemos isolá-lo...

m á g u a ⋅ v á g u a = - m l u l a ⋅ v l u l a   →

v á g u a = - m l u l a ⋅ v l u l a m á g u a   →

Ora, a velocidade com que a Lula quer escapar é 2,5   m / s . Temos a massa da lula pela subtração da massa total pela massa da água que ela tem dentro dela

m l u l a = 6,5   k g - 1,70   k g = 4,8   k g

Então...

v á g u a = - 4,8 ⋅ v l u l a 1,7   →

v á g u a = - 4,8 ⋅ 2,5 1,7   →

v á g u a = - 4,8 ⋅ 2,5 1,7 =

- 7,06   m / s

Em módulo é apenas...

7,06   m / s

Resposta

Letra c .

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