Enunciado
Física - Curso de Física Básica - Mecânica Volume 1 - 5ª Edição - Herch Moysés Nussenzveig- Ed: 5º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 19
Um caminhão-tanque cheio de água, de massa total M, utilizado para limpar ruas com um jato de água, trafega por uma via horizontal, com coeficiente de atrito cinético . Ao atingir uma velocidade , o motorista coloca a marcha no ponto morto e liga o jato de água, que é enviada para trás com a velocidade relativa ao caminhão, com uma vazão de litros por segundo. Ache a velocidade do caminhão depois de um tempo .
Passo 1
- Galera, quando o caminhão coloca a marcha em ponto morto duas forças atuam nele: a força de empuxo gerada pelo jato d’água e a força de atrito cinético gerada pelo contato dos pneus com o solo.
- Dito isso vamos relacionar as velocidades e a força de acordo com a segunda lei de newton
Além disso, como o peso é igual a normal temos
A variação de momento que a água sofre é
( Um detalhe importante aqui é que a água sai com em relação ao caminhão , mas para nós, observadores de fora, sua velocidade é dada por
Reescrevendo isso de acordo com nossa lei acima fica assim
Colocando na nossa equação da força resultante lá em cima
Pela regra do produto temos
Agora é só integrar dos dois lados, tomando cuidado com os limites, inicialmente temos a massa total do caminhão e no fim uma massa , pois ele perde água ao longo do tempo
Além disso, sabemos que a massa em função do tempo pode ser representada por essa função aqui, já que a taxa de perda de litro é a taxa de perda de quilos ( 1L = 1Kg )
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