Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 2.9 - Ex. 53
Quando um balão cientifico desgarrado está subindo a , um dos instrumentos se desprende e cai em queda livre. A Fig 2-32 mostra a velocidade vertical do instrumento em função do tempo, desde alguns instantes antes de despender até o momento em que atinge o solo. (a) Qual é a altura máxima que o instrumento atinge em relação ao ponto em que de desprendeu? (b) A que altura acima do solo o instrumento se desprendeu?
Passo 1
Fala galerinha, questão meio estranha né? Mas se liga só na figura que o enunciado deu pra gente:
Podemos reparar que nos primeiros a velocidade é positiva e constante, isso quer dizer que o instrumento ainda estava acoplado ao balão e subindo com velocidade constante . Depois disso, entre os intervalos de e , a velocidade passar a ciar com taxa constante até atingir o valor igual a , mas até então sua velocidade ainda era positiva, de forma que depois que o instrumento se desprende do balão ele continua subindo por até perder toda sua velocidade. Então de acordo com a equação horaria do espaço, temos que:
Sabendo que , e , obtemos:
Então quer dizer que depois de despender do balão, o instrumento sobe mais acima desse ponto.
Passo 2
Belezera, agora antes de se despender o balão sobe durante com velocidade constante igual a , nesse caso a propulsão do balão se iguala a força gravitacional permitindo que o instrumento tenha velocidade constante, dessa forma podemos desprezar a aceleração da gravidade, e calcular a distância percorrida como:
Logo:
Sendo assim, a altura total vai ser a soma dessa altura percorrida com velocidade constante somada com a altura que o instrumento percorre até parar, de forma que: