Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 2.1 - Ex. 49
Rico em Contexto No final dos jogos de hóquei no gelo, o time que está perdendo ás vezes “empurra” para fora do gelo seu próprio goleiro, para ser substituído por um jogador ofensivo a mais e aumentar as chances de marcar gols. Nessa situação, o goleiro do time adversário pode ter a oportunidade de marcar um gol na rede desprotegida a 55.0 m de distância. Suponha que que você é o goleiro do time da sua universidade e se encontra justamente nessa situação. Você dá um tiro com seu taco (na esperança de marcar o primeiro gol da sua carreira) no gelo sem atrito. Eventualmente, você ouve um desapontador “clang” quando o disco acerta a trave (ao invés de entrar!) exatamente 2.50 s depois. Nesse caso, quão rápido o disco viajou? Você deve assumir 343 m/s para a velocidade do som.
Passo 1
Antes de tudo, para quem nunca jogou hóquei de gelo, o importante é saber que é parecido com futebol. Dois times tentam marcar o máximo de gols possível e quem marca mais ganha. As diferenças é que a partida ocorre num de gelo, com os jogadores patinando, e em vez de chutarem uma bola, os jogadores usam tacos para acertar um disco no gol.
Outra coisa interessante é que um time pode substituir seu goleiro por um atacante, caso precise jogar mais ofensivo, embora fiquem sem goleiro. É exatamente o caso do exercício. Você é um goleiro enfrentando um time que partiu pro tudo ou nada, ou seja, não tem ninguém defendendo o gol deles.
Nesse caso, pode-se dividir o exercicio em duas partes:
Parte 1 (depois da tacada, e antes do disco acertar a trave)
Nessa parte, quero analisar o movimento do disco.
Distância percorrida pelo disco:
Parte 2 (depois do disco acertar a trave, até ouvir o som)
Nessa parte, quero analisar o movimento do som
Distância percorrida pelo som:
Velocidade do som:
Além disso, tenho o tempo total:
O que o exercício quer saber é a velocidade do disco,
Passo 2
Cálculo de :
Na parte 1, o movimento é retilíneo e uniforme, posso usar a equação de velocidade média:
Substituindo pela variáveis dadas:
Precisamos calcular primeiro.
Passo 3
Calculo de :
No movimento total,
Passo 4
Calculo de :
Na parte 2, o movimento é retilíneo e uniforme, posso usar a equação de velocidade média:
Multiplicando em cruz:
Isolando o :
Substituindo as variáveis do exercício:
Passo 5
Voltando para :
Voltando para :