Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 9.6 - Ex. 32
O lagarto basilisco é capaz de correr na superfície da água (Fig. 9-52). Em cada passo, o lagarto bate na água com a pata e a mergulha tão depressa que uma cavidade de ar se forma acima da pata. Para não ter que puxá-la de volta sob a ação da força de arrasto da água, o lagarto levanta a pata antes que a água penetre na cavidade de ar. Para que o lagarto não afunde, o impulso médio para cima exercido durante esta manobra de bater na água com a pata, afundá-la e recolhê-la deve ser igual ao impulso para baixo exercido pela força gravitacional. Suponha que a massa de um lagarto basilisco é , a massa de cada pata é , a velocidade de uma pata ao bater na água é e a duração de um passo é . (a) Qual é o módulo do impulso que a água exerce sobre o lagarto quando o animal bate com a pata na água? (Suponha que este impulso está orientado verticalmente para cima.) (b) Durante os de um passo, qual é o impulso para baixo sobre o lagarto devido à força gravitacional? (c) O principal movimento responsável pela sustentação do lagarto é o de bater a pata na água, o de afundar a pata na água ou ambos contribuem igualmente?
Passo 1
Para determinar a variação do momento linear da pata, vamos considerar o sentido para cima como positivo. Assim:
Sabendo que , assim:
Então, pelo teorema impulso momento linear, temos que o impulso na pata é:
Passo 2
Para determinar o impulso exerciso pela força gravitacional, vamos admitir que o sentido positivo agora seja para baixo, assim usando a seguinte relação:
Como a força gravitacional é constante, então a força média será igual a força gravitacional, assim:
Passo 3
Como o próprio texto diz, o principal mecanis de sustentação do lagarto na água é o bater a pata na água.
Resposta
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