Enunciado
Física - Hewitt - Física Conceitual- Ed: 12º - Capítulo 2.Pense e Discuta - Ex. 91
2.92. A chaminé de um trenzinho de brinquedo em repouso contém uma mola vertical que atira uma bola de aço a um metro ou mais em linha reta para cima no ar – linha tão retilínea que a bola cai sempre de volta dentro da chaminé. Suponha que o trenzinho se mova com rapidez constante ao longo de trilhos retos. Você acha que a bola ainda retornará para a chaminé, se for atirada com o trenzinho em movimento? E se o trenzinho está se tornando mais rápido sobre os trilhos retos? E se ele se move com rapidez constante ao longo de trilhos circulares? Por que suas respostas são diferentes?
Passo 1
Vamos lá.
Nas condições ideais, se a bolinha é jogada para cima, ela cair exatamente na chaminé do trenzinho se ele manteve a rapidez constante. Olha só, a bolinha estava se movendo junto com o trenzinho, quando ela é arremessada para cima ela mantém esse estado de movimento, então ela, mesmo no ar, continua indo para frente com a mesma rapidez (se a resistência do ar for desprezível), então quando ela cair, ela vai cair na chaminé.
Passo 2
Se o trenzinho está acelerando, a bolinha já não vai cair na chaminé. Acontece o seguinte, quando a bolinha sai de dentro do trenzinho, ela tem um estado de movimento, e ela tende a manter esse estado de movimento. Isso quer dizer que se o trenzinho estava numa determinada rapidez quando arremessou a bolinha, a bolinha mantém essa rapidez até que ela caia de novo, mas o trenzinho não manteve a mesma rapidez, ele adquiriu uma maior. Então o trenzinho passa da bolinha, e a bolinha cai atrás da chaminé.
Resposta
Se o trem faz uma curva para direita, a moeda cai num ponto mais esquerda do que ela foi jogada em relação ao trem, se o trem se curva para esquerda, a moeda cai um pouco mais para direita.