Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 9.Exercícios e Problemas - Ex. 50
Em um teste militar, um avião espião não-tripulado, com massa de e velocidade de , desloca-se para norte a uma altitude de . Ele é interceptado por um foguete de que se desloca para leste a . Se o foguete e o avião espião ficam presos um ao outro após a colisão, em que posição, em relação ao ponto de impacto, eles atingirão o solo? Expresse a orientação como um ângulo a leste de norte.
Passo 1
De novo temos dois tipos de problema numa questão, primeiro temos a análise nos eixos e que se trata do ângulo em relação ao horizonte da trajetória do corpo avião-foguete.
Pela conservação dos momentos lineares teremos:
Pois os dois corpos ficam juntos depois do choque, dessa forma teremos:
Igualando os termos em e nós teremos:
Dividindo a segunda equação pela primeira nós teremos:
Logo a velocidade dos dois corpos após o impacto será:
Passo 2
Agora a outra parte da questão trata-se da posição horizontal do ponto de impacto o avião caiu. E para isso temos o diagrama abaixo
O tempo de queda desse avião será de:
Onde e , portanto:
E como a velocidade de se mantém constante durante toda a sua queda então a distância horizontal do ponto de impacto será de:
Lembrando que tem a orientação nordeste que o avião cai, é como se tivéssemos a seguinte representação cartográfica do ponto de impacto e do ponto de queda (onde estão os fragmentos).
Resposta
Orientação em relação ao leste de na posição nordeste.
A do ponto de impacto.