Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 98
João e José estão sentados em um trenó que está inicialmente em repouso sobre uma superfície de gelo sem atrito. O peso de João é igual a , o peso de José é igual a e o peso do trenó é igual a . Ao notar a presença de uma aranha venenosa no interior do trenó, eles imediatamente pulam para fora. João pula para a esquerda com velocidade (em relação ao gelo) igual a formando um ângulo de acima da horizontal, e José pula para a direita com velocidade (em relação ao gelo) igual a formando um ângulo de acima da horizontal. Determine o módulo, a direção e o sentido da velocidade do trenó depois que eles pulam para fora.
Passo 1
Uma vez que não há atrito no sistema, podemos dizer que há conservação de momento.
Para calcular a direção do treno devemos analisar a conservação de momento em ambas as direções e .
Passo 2
Pensando primeiro em vamos escrever que o momento inicial do conjunto é igual o momento final de cada um na direção
Onde o índice 1 referece ao João, 2 ao José e e ao trenó.
Consequentemente para teremos
Passo 3
Para determinar as velocidade temos que considerar a decomposição pelos ângulos, onde
,
,
Assim podemos agora determinar as velocidades do tanto em , quando em .
O modulo da velocidade é dado por
Passo 4
Para determinar a direção, tomamos o arco tangente de por
Resposta