Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 2.1 - Ex. 50
O cosmonauta Andrei, seu colega de trabalho na Estação Espacial Internacional, jogou uma banana em você com uma velocidade de 15 m/s. Exatamente no mesmo instante, você arremessa uma colher de sorvete no Andrei exatamente ao longo do mesmo caminho. A colisão entre a banana e o sorvete produziu uma banana split 7.2 m da sua localização 1.2 s após a banana e o sorvete serem lançados. (a) O quão rápido você jogou o sorvete? (b) O quão longe você estava do Andrei quando você jogou o sorvete? (Ignore quaisquer efeitos devido à gravidade).
Passo 1
Nesse exercício, o que aconteceu é que você e seu amigo Andrei resolveram brincar de guerra de comida, jogando uma banana e uma colher em direção ao outro. E como não há gravidade no espaço, tanto a banana quanto a colher de sorvete realizaram um movimento retilíneo uniforme. E em rota de colisão, até colidirem.
O desenho a seguir exemplifica a situação:
Para facilitar, dividimos em duas partes:
Parte 1 (Movimento da banana)
Velocidade da banana
Tempo de voô:
Posição inicial:
Parte 2 (Movimento do sorvete)
Tempo de voô
Espaço percorrido:
O que exercício quer saber é (a) a velocidade do sorvete e (b) o valor de
Passo 2
(a)
Como o movimento é retilíneo e uniforme na parte 2, posso usar a equação de velocidade média:
Substituindo pelas variáveis da parte 2:
A velocidade deu negativa porque a bola de sorvete vai para a esquerda
Passo 3
(b)
Usando
Isolando :
Passo 4
Cálculo de :
Na parte 1, o movimento é retilíneo e uniforme na parte 2, posso usar a equação de velocidade média:
Multiplicando em cruz:
Substituindo pelas variáveis da parte 1:
Mas:
Passo 5
Voltando ao passo 3: