Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 80
Dois estudantes estão praticando canoagem em um rio. Quando eles estão se dirigindo no sentido contrário da corrente, uma garrafa vazia cai acidentalmente da canoa. A seguir, eles continuam remando durante 60 minutos, atingindo um ponto a 2,0 km do inicial, correnteza acima. Nesse ponto eles notam a falta da garrafa e, pensando na preservação do meio ambiente, dão uma volta e retornam no sentido da corrente. Eles recolhem a garrafa (que acompanhou o movimento da corrente) em um ponto situado a 5,0 km correnteza abaixo, do ponto onde eles retornaram. (a) Supondo que o esforço feito para remar seja constante em todas as etapas do trajeto, qual a velocidade de escoamento do rio? (b) Qual seria a velocidade da canoa em um lago calmo, supondo que o esforço feito para remar seja o mesmo?
Passo 1
Aplicar a relação de velocidade relativa.
Seja a velocidade da canoa em relação à água e , seja a velocidade da água em relação ao chão.
Passo 2
Letra a:
Considerando todas as unidades em km e h, temos três equações. Sabemos que rumo ao montante . Sabemos que rumo a jusante por um tempo . Nós também sabemos que para a garrafa .
Resolvendo essas três equações para , então, .
Além disso,
A solução positiva é
Passo 3
Letra b:
Quando eles se dirigem rio acima, sua velocidade em relação ao solo é . Quando eles seguem rio abaixo, sua velocidade em relação ao solo é
.
A garrafa está se movendo a jusante a 1,5 km/s em relação à terra, então eles são capazes de ultrapassá-lo.
Resposta
- A solução positiva é
- A garrafa está se movendo a jusante a 1,5 km/s em relação à terra, então eles são capazes de ultrapassá-lo.