Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 4.Exercícios e Problemas - Ex. 19
19. Susan, dirigindo para o norte a , e Shawn, dirigindo para leste a , estão se aproximando de um cruzamento. Qual é a rapidez de Shawn em relação ao referencial de Susan?
Passo 1
Então galera, de cara podemos ver que esse problema uma questão de referenciais.
Onde teremos o referencial de Susan e o referencial de Shawn, e vamos interpretar as velocidades fornecidas pelo enunciado assim, a velocidade de é a velocidade do ponto de cruzamento em relação a Susan no referencial dela.
A velocidade de é a velocidade do ponto de cruzamento em relação a Shawn no referencial dele.
O ponto de cruzamento é o mesmo para os dois, só que Susan se move para o norte e Shawn move-se para o leste. Podemos colocar esse problema em um plano cartesiano e dizer que as velocidades dos dois são vetores.
Temos que a velocidade de Susan é e a velocidade de Shawn é .
Para encontrar a velocidade de Shawn em relação ao referencial de Susan vamos usar a transformação de Galileu para velocidade na forma vetorial, temos:
Onde para o nosso caso temos que é a velocidade Susan em relação ao ponto de cruzamento no referencial dela, é a velocidade de Shawn em relação ao ponto de cruzamento e é a velocidade do referencial de Shawn em relação ao referencial de Susan e é nesse valor que estamos atrás.
Passo 2
Vamos lá então, da transformação de galileu temos o seguinte:
Substituindo os valores que sabemos temos:
Ou
Passo 3
Mas o que encontramos no passo anterior é a velocidade na forma vetorial para encontrar o que o enunciado realmente quer temos que encontrar o módulo daquele vetor velocidade, já que:
Assim temos que:
Assim temos que: