Um trenó, com massa total de 250 kg, desliza no gelo à velocidade de 10 m/s. Se o seu condutor atirar para trás 50 kg de carga à velocidade de 10 m/s, a nova velocidade do trenó será de:
a) 20 m/s
b) 15 m/s
c) 10 m/s
d) 5 m/s
e) 2 m/s
a) 20 m/s
b) 15 m/s
c) 10 m/s
d) 5 m/s
e) 2 m/s
Passo 1
Vamos entender o que a questão está perguntando. Temos um trenó com massa total de 250 kg que está deslizando no gelo a uma velocidade de 10 m/s. O condutor decide jogar para trás 50 kg de carga a uma velocidade de 10 m/s. Precisamos descobrir qual será a nova velocidade do trenó após essa ação.
Aqui, vamos utilizar o conceito de conservação da quantidade de movimento. Isso significa que, em um sistema isolado (sem forças externas), a quantidade de movimento total antes de um evento é igual à quantidade de movimento total depois do evento.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de movimento inicial do sistema. A quantidade de movimento § é dada pela fórmula:
Onde:
- $ m $ é a massa
- $ v $ é a velocidade
Então, para o trenó antes de qualquer ação:
Passo 3
Depois que o condutor joga 50 kg de carga para trás a 10 m/s, temos duas partes no sistema:
-
O trenó com a nova massa:
-
A carga que foi lançada para trás:(O sinal negativo indica que a carga está sendo lançada na direção oposta ao movimento do trenó.)
Passo 4
Agora, vamos calcular a quantidade de movimento total após a ação:
Segundo a conservação da quantidade de movimento:
Passo 5
Vamos resolver para $ v $:
Resposta
A nova velocidade do trenó será de 15 m/s. Portanto, a opção correta é a letra b) 15 m/s.