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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 3.5 - Ex. 37

Gansos canadenses migram basicamente na direção norte-sul por mais de mil quilômetros em alguns casos, viajando por velocidades de cerca de 100 km/h. Se um ganso estiver voando a 100 km/h em relação ao ar, mas um vento de 40 km/h estiver soprando de oeste para leste, (a) em que ângulo em relação à direção norte-sul esse pássaro deverá apontar para viajar diretamente para o sul em relação ao solo? (b) Quanto tempo o ganso levará para cobrir uma distância em solo de 500 km de norte a sul? (Nota: mesmo em noites nubladas, muitos pássaros podem navegar usando o campo magnético da Terra para fixar a direção norte-sul.)

Passo 1

A velocidade resultante, em relação ao solo, é diretamente para o sul. Esta velocidade é a soma da velocidade do pássaro em relação ao ar e a velocidade do ar em relação ao solo.

Temos:

v B A = 100 k m h ,     v - A G = 40 k m / h ,   leste,         v - B G = v → B / A + v - A G

Queremos v → B / G para ser sul. A velocidade relativa é mostrada na figura:

Passo 2

Letra a:

sin ⁡ ϕ = v A G v B A = 40 k m h 100 k m h , ϕ = 24 ∘ oeste do sul.

Passo 3

Letra b:

v B / G = v B A 2 - v A / G 2 = 91.7 k m / h

t = d v B / G = 500 k m 91.7 k m h = 5.5 h

Resposta

  1. ϕ = 24 ∘
  2. 5.5 h
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