Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 8.1 - Ex. 72
Guilherme Tell atira na maçã sobre a cabeça de seu filho. A rapidez da flecha de , justo antes de atingir a maçã, é, e no momento do impacto ela está na horizontal. Se a flecha se prende à maçã e a combinação flecha/maçã atinge o chão a dos pés do filho, qual era a massa da maçã? Suponha o filho com altura de .
Passo 1
Essa questão mistura um pouquinho de quantidade de movimento com lançamentos. Se liga: vamos usar quantidade de movimento para encontrar a velocidade que a flecha e a maçã vão “sair” da cabeça do menino. Depois, vamos usar essa velocidade horizontal e a altura dele para encontrarmos o alcance da flecha! Então bora lá!
Passo 2
Quantidade de movimento para o impacto da flecha na maçã:
Como vamos encontrar a massa da maçã em gramas, não tem problema usar a da flecha em gramas também, porque no final vai “cortar” o grama com o grama.
Passo 3
A flecha e a maçã saem com velocidade da cabeça do menino. Essa velocidade, multiplicada pelo tempo de vôo vai nos dar a distância horizontal!
Como calculamos esse tempo? No eixo y, é como uma queda livre, então é só usar isso aqui, ó:
Passo 4
Agora é só substituir lá na nossa primeira equação!