Três motoristas estão dirigindo seus respectivos carros a uma velocidade constante de
para a esquerda,
para a direita
para a direita. Num mesmo instante, cada um deles vê um avião com velocidade instantânea de
para a direita e com aceleração de
, também para a direita. Classifique em ordem da maior a menor a velocidade do avião de acordo com cada um dos motoristas.
Passo 1
Beleza! Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos três motoristas que estão dirigindo em velocidades constantes: um para a esquerda a 20 m/s, outro para a direita a 20 m/s e o terceiro também para a direita, mas a 40 m/s. Ao mesmo tempo, cada um vê um avião que está se movendo para a direita com uma velocidade instantânea de 200 m/s e acelerando a 5 m/s² nessa mesma direção. Nosso objetivo aqui é descobrir como cada motorista percebe a velocidade do avião e então classificá-las da maior para a menor.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando observamos a velocidade de um objeto a partir de um certo referencial (neste caso, o carro de cada motorista), precisamos considerar a velocidade relativa entre o observador e o objeto. A velocidade relativa é basicamente a velocidade do objeto menos a velocidade do observador.
Passo 3
Vamos considerar as direções: vamos assumir que a direita é positiva e a esquerda é negativa. Assim, temos:
- Motorista 1: velocidade do carro,
(para a esquerda) - Motorista 2: velocidade do carro,
(para a direita) - Motorista 3: velocidade do carro,
(para a direita) - Avião: velocidade do avião,
(para a direita)
Passo 4
Agora, vamos calcular a velocidade do avião relativa a cada motorista usando a fórmula:
Onde
é a velocidade do avião relativa ao motorista.
Passo 5
Aplicando a fórmula para cada motorista:
-
Motorista 1:
-
Motorista 2:
-
Motorista 3:
Resposta
Assim, classificando as velocidades do avião conforme percebido por cada motorista, da maior para a menor:
- Motorista 1:
- Motorista 2:
- Motorista 3:
Exercícios relacionados
Você está correndo para a direita a
. Duas bolas são jogadas em sua direção a
por amigos. Uma bola é jogada por quem está atrás de você e a outra por quem está a sua frente. Para você, qual bola está se movendo mais rápido? As duas velocidades são iguais? Explique.
Uma partícula gira em círculo com
. O que acontece com ar se: O raio dobra sem alterar a velocidade angular?
Três vetores são dados por
e
. Determine:
b)
b)
Um avião que está voando horizontalmente com uma velocidade constante de 350
, sobrevoando um terreno plano, deixa cair um fardo com suprimentos. Ignore o efeito de ar sobre o fardo. Quais são as componentes iniciais
d) Se a velocidade do avião fosse , o tempo de queda seria maior, menor ou igual?
d) Se a velocidade do avião fosse