(f -0 pontos) Após a colisão, o poste e o corredor param em relação ao celeiro. Do ponto de vista do amigo, o poste de 20 m agora está dentro de um celeiro de 15 m , já que a porta do celeiro foi fechada antes do poste parar. Como isso é possível? Alternativamente, do ponto de vista do corredor, a colisão deveria ter parado o poste antes que a porta se fechasse, então a porta não poderia ser fechada de forma alguma. A porta estava ou não fechada com o poste dentro? (Essa questão é muito difícil, não vale ponto. Mas quero ver o seu raciocínio. Dica: nós só trabalhamos com um ponto até agora, a barra é um corpo extenso. Quando a parte da frente pára, a de trás pára junto?)
Passo 1
Vamos resumir o enunciado: após a colisão, tanto o poste quanto o corredor param em relação ao celeiro. Do ponto de vista do amigo, o poste de 20 m está agora dentro de um celeiro de 15 m, já que a porta do celeiro foi fechada antes de o poste parar completamente. A questão é: como isso é possível? A dica sugere que a barra ou poste é um corpo extenso e que, quando a parte da frente para, a de trás também para junto.
Aqui, o conteúdo principal é da física, especificamente sobre movimento de corpos extensos após uma colisão e a conservação de movimento.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa um corpo extensso. Um corpo extensso possui dimensões no espaço, ou seja, tem comprimento, e diferentes partes dele podem estar em estados de movimento distintos ao mesmo tempo, especialmente durante uma colisão.
Passo 3
Quando o poste colide com o celeiro, a parte da frente do poste começa a parar devido à força da colisão aplicada pelo celeiro. No entanto, a parte traseira do poste ainda pode estar em movimento momentaneamente, demorando um pouco para parar completamente por causa da inércia.
Passo 4
Se a porta do celeiro fecha antes que toda a extensão do poste tenha parado, a parte de trás do poste pode permanecer parcialmente dentro do celeiro mesmo depois que a parte da frente já parou. Isso faz parecer que o poste está dentro do celeiro mais do que o tamanho do celeiro permitiria inicialmente.
Resposta
A porta do celeiro fechou enquanto ainda parte do poste estava em movimento, fazendo com que a parte traseira do poste ficasse dentro do celeiro mesmo após a parada completa do movimento.
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Resolva a equação diferencial
. Resolva o problema de valor inicial
problema de valor inicial
tem solução?
(b - 1 ponto) A porta do celeiro está inicialmente aberta e, imediatamente após o corredor e a barra estarem totalmente dentro do celeiro, o amigo fecha a porta. Quanto tempo após a porta ser fechada a frente do poste atinge a outra extremidade do celeiro, conforme medido pelo amigo?
Determine a energia utilizada para deslocar uma carga de
entre os pontos
e
, em coordenadas cartesianas, sabendo-se da existência de um campo elétrico produzido por uma superfície infinita de carga, localizada no plano
, e que possui uma densidade superficial de carga de
.
Encontre a solução da Equação diferencial que satisfaça a condição inicial dada: