Enunciado
Física - Cutnell e Johnson - Física- Ed: 9º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 86
Um balão de ar quente está subindo em linha reta com uma velocidade constante de . Quando o balão atinge uma altura de acima do solo, uma arma é disparada do solo em linha reta para cima com uma velocidade inicial de . Ao longo dos trajetos, há dois momentos nos quais as altitudes do balão e da bala disparada são as mesmas. Determine as altitudes em que isso ocorre?
Passo 1
Faaaalaaaa my friiienddd... hauariú? Turubaum? Bora pra mais uma??? Let’ss bora nessa!!
Bom... mais um daqueles exercícios onde temos que igualar as distâncias percorridas... é exatamente isso que queremos... os momentos nos quais as alturas do balão e da bala são iguais.
A altura do balão pode ser facilmente encontrada uma vez que esse tem uma velocidade constante... ou seja:
Onde representa a altura do balão quando a bala é disparada e não sabemos...
Tá comigo por enquanto??
Passo 2
Agora para a bala... ela possui uma velocidade inicial e uma aceleração da gravidade puxando ela pra baixo... então a posição dela depois de um determinado tempo :
Pegou a ideia?
Então... eles estarão na mesma altitude:
Substituindo os valores que conhecemos:
E dando aquela ajeitada:
Basta resolvermos isso!
Passo 3
Óbvio que a gente vai chamar o tio bhaskara pra quebrar esse galho:
Teremos os dois momentos nos quais as alturas eram as mesmas:
E
p.s. Cuidado com os sinais... como ambos tem velocidade com direção para cima... elas são consideradas positivas... e naturalmente como a aceleração é para baixo, ela assume sinal negativo.
Agora... pegando qualquer uma das fórmulas das alturas, encontramos o que queremos:
E
UFaaa! Isso é tudo!! Pegou a ideia??
Bora pra próxima então?? Te vejo lá!!
Resposta
Portanto, o balão e o projétil terão as mesmas altitudes em metros e metros.