Dois patinadores, um homem e um menino, de massas respectivamente iguais a 60 kg e 30 kg estão em pé, de frente um para o outro, em repouso sobre uma superfície de gelo, lisa, plana e horizontal. Quando um empurra o outro, o homem adquire uma velocidade de 0,3 m / s em relação ao gelo.
b) E em relação ao homem?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre dois patinadores, um homem de 60 kg e um menino de 30 kg, que estão em repouso no gelo. Quando um empurra o outro, o homem começa a se mover a 0,3 m/s em relação ao gelo. A matéria envolvida aqui é a Lei da Conservação do Momento. Para resolver, vamos precisar entender como o momento é conservado quando duas massas interagem.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o momento (ou quantidade de movimento) é dado pela fórmula:
p = m times v
onde é o momento, é a massa e é a velocidade.

Passo 3

Como os patinadores estão inicialmente em repouso, o momento total do sistema antes do empurrão é zero:
pinicial = 0

Passo 4

Quando eles se empurram, o momento total do sistema deve continuar sendo zero (conservação do momento). Então:
pinicial = pfinal
0 = phomem + pmenino

Passo 5

Substituindo os momentos pela fórmula 0 = mhomem times vhomem + mmenino times vmenino :
0 = 60 times 0,3 + 30 times vmenino

Passo 6

Agora, resolvemos para 0 = 18 + 30 times vmenino :
30 times vmenino = -18
vmenino = -1830
vmenino = -0,6 , m/s

Passo 7

O sinal negativo indica que o menino se move na direção oposta à do homem.

Resposta

A velocidade do menino em relação ao homem é de 0,6 m/s na direção oposta.

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