Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 34
Quanto tempo leva um automóvel viajando na faixa esquerda a 60,0 km/h para ultrapassar outro viajando na faixa da direita a 40,0 km/h se os parachoques dianteiros dos carros estão separados inicialmente por 100 m?
Passo 1
Então, mores, pensem assim: se estão ambos os carros indo no mesmo sentido em uma mesma pista (porém diferentes faixas), estando um a 40 km/h e outro a 60 km/h, isso é equivalente a um estar parado ( 0 km/h ) e o outro a 20 km/h. Consegue enxergar isso?
E a gente vai trabalhar dessa forma, como se um estivesse em repouso e o outro a 20 km/h pra facilitar nosso raciocínio e cálculos, tudo bem?
Beleza. Vamos só considerar aqui que a ultrapassagem ocorre imediatamente após o encontro dos parachoques dianteiros dos carros.
Nisso, a gente precisa calcular o tempo que o carro a “20 km/h” (na nossa convenção!) leva pra se deslocar 100 metros, que é a distância até esse encontro, certo?!
Passo 2
Entendido o caminho pra resolvermos, pra fazer o cálculo que precisamos, o melhor é a gente usar a clássica equação do sorvete, da cinemática linear:
Aqui, , a posição final vai valer
A posição inicial, , a gente pode considerar como sendo , nosso ponto de referência;
A velocidade a gente convencionou de trabalhar com
E é exatamente o que queremos calcular! Então agora é só aplicar:
Maravilha, esse é o tempo de ultrapassagem! Mas, meio estranho, né?
Melhor se a gente passar isso pra segundos, que tal? A gente faz assim:
Cortamos as unidades comuns no numerador e no denominador, resultando em: