Um projétil é disparado horizontalmente de uma arma que está
acima de um terreno plano, emergindo da arma com uma velocidade de
.
c. Qual é o módulo da componente vertical da velocidade quando o projétil se choca com o solo?
c. Qual é o módulo da componente vertical da velocidade quando o projétil se choca com o solo?
Passo 1
Vamos resumir o que o problema está pedindo: temos um projétil lançado horizontalmente de uma altura de
com uma velocidade inicial de
. Queremos descobrir qual é a velocidade vertical do projétil no momento em que ele atinge o solo.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de movimento de projétil e cinemática, especificamente as equações que descrevem o movimento vertical sob a influência da gravidade.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade inicial de
para metros por segundo (
), pois as unidades do Sistema Internacional são mais práticas para nossos cálculos.
Como o disparo é horizontal, a componente vertical da velocidade inicial (
) é
.
Passo 3
Agora, vamos calcular o tempo (
) que o projétil leva para cair dos
. Usamos a equação do movimento vertical para queda livre:
Onde:
-
(altura da queda) -
(velocidade vertical inicial) -
(aceleração da gravidade)
Substituindo os valores:
Passo 4
Com o tempo de queda conhecido, vamos calcular a componente vertical da velocidade no momento do impacto (
) usando a equação:
Como
:
Resposta
A componente vertical da velocidade quando o projétil se choca com o solo é aproximadamente
.