Um jogador de futebol dar chutão numa bola que estava no solo. A bola sai com uma velocidade inicial de
e fazendo um ângulo inicial de
. Desprezando a resistência do ar, resolva os itens abaixo:
(a) Ache o vetor posição da bola depois de
;
(a) Ache o vetor posição da bola depois de
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um jogador de futebol que chutou a bola com uma velocidade inicial de
num ângulo de
. O que queremos descobrir é a posição da bola depois de 2 segundos. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de movimento uniformemente variado e decomposição de vetores, que nos ajudam a separar o movimento em direções horizontal e vertical.
Passo 2
Primeiro, vamos decompor a velocidade inicial na direção horizontal. Usamos a fórmula:
Aqui,
é a componente horizontal da velocidade inicial.
Passo 3
Agora, vamos decompor a velocidade inicial na direção vertical. Usamos a fórmula:
Onde
é a componente vertical da velocidade inicial.
Passo 4
Com a componente horizontal da velocidade, podemos encontrar a posição horizontal após 2 segundos. A fórmula é:
Onde
.
Passo 5
Para a posição vertical, consideramos a aceleração da gravidade. A fórmula é:
Aqui,
é a aceleração devido à gravidade.
Resposta
Após 2,0 segundos, o vetor posição da bola é:
Calculando os valores:
Então, o vetor posição da bola após 2,0 segundos é aproximadamente
.