UERJ, Sem Campus, Física I, Provas de Física 1 - UERJ - Primeira Prova, Questão 17e
17. Uma bolinha de massa é colocada no canhão-de-mola como mostra a figura (abaixo à esquerda). Sabendo que a constante elástica da mola é e que sua compressão é de , responda:
e) O ponto em que a bolinha toca o solo (sua posição quando chega no chão).
Passo 1
Iae, como vai? Essa questão está difícil, né? Fique tranquilo que vamos tentar te ajudar. 😎👍
Nesse problema temos uma bolinha de massa que é colocada em um canhão de mola localizada a uma altura cuja constante elástica da mola é e é comprimida por antes de ser solta.
Com isso, queremos saber qual é a posição horizontal que a bolinha toca o solo ao cair, ou seja, a distância horizontal que a bolinha percorreu.
E agora? como fazemos isso? 🤔
Após a bolinha ser arremessada pelo canhão nosso problema se transforma em um problema de lançamento obliquo.
Nesses casos, a velocidade horizontal do projetil (no nosso caso, a bolinha) é constante e a velocidade vertical é acelerada devido a ação de aceleração gravitacional.
Anteriormente calculamos a velocidade horizontal da bolinha na saída do canhão como
E também calculamos o tempo que a bolinha demora a tocar o solo como
Com essas informações somos capazes de encontrar o ponto de impacto.
Tranquilo até aqui? 😬
Passo 2
Se a velocidade horizontal é constante e temos o tempo que leva até a bolinha cair no chão podemos encontrar a distância horizontal percorrida pela bolinha através da equação
Isolando ...
Como vimos que e
Substituindo na equação
Portanto vemos que a bolinha percorre horizontalmente antes de tocar o solo
E todos viveram felizes para sempre. Fim! 😉 Entendeu tudo? Responde Aí