Um homem de 80 kg , em pé numa superfície sem atrito, chuta para frente uma pedra de 100 g de modo que ela adquire a velocidade de
. Qual é a velocidade que o homem adquire?
Passo 1
Vamos resolver um problema de conservação de quantidade de movimento. Temos um homem de 80 kg que chuta uma pedra de 100 g, fazendo-a ir para frente com uma velocidade de
. Precisamos descobrir qual a velocidade que o homem adquire após o chute. Para isso, vamos usar a Lei da Conservação da Quantidade de Movimento, que diz que, em um sistema isolado, a quantidade de movimento total antes do evento é igual à quantidade de movimento total após o evento.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa da pedra para quilogramas, já que as unidades do Sistema Internacional devem ser consistentes.
Passo 3
Antes do chute, tanto o homem quanto a pedra estão parados, então a quantidade de movimento total inicial é zero.
Passo 4
Após o chute, a pedra adquire uma velocidade de
para frente, e o homem começa a se mover para trás com uma velocidade que vamos chamar de
. Aplicando a conservação da quantidade de movimento:
Passo 5
Substituindo os valores conhecidos na equação:
Passo 6
Vamos isolar
para encontrar a velocidade do homem:
Resposta
A velocidade que o homem adquire é de
. O sinal negativo indica que ele se move na direção oposta ao da pedra.
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FIG. 5-55. Prublema 59 .
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