Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 8.Exercícios - Ex. 61
Três discos de hóquei idênticos possuindo imãs que se repelem estão sobre uma mesa de ar horizontal. Eles são mantidos unidos e a seguir são libertados simultaneamente. O módulo da velocidade em cada instante é sempre o mesmo para os discos. Um deles se move do leste para o oeste. Determine a direção e o sentido da velocidade de cada um dos outros discos.
Passo 1
Beleza pessoal?! Espero que esteja tudo bem com meu os herdeiros de Newton. Vamos dar início a mais uma resolução com o padrão de qualidade do Responde aí, então pegue seu lápis, caderno e café e vamos nessa!!!
Como os três discos estão em uma mesa de ar horizontal, não há força externa resultante; Assim, a quantidade de movimento do sistema é conservada:
Como eles são liberados do repouso, obtemos:
Sabemos que o momento total é a soma vetorial dos momentos das partículas individuais que compõem o sistema; Aplicando isso ao sistema dos três discos, obtemos:
Também sabemos que o momento de uma partícula é dado por p⃗=mv⃗; Então a equação (1) se torna:
Passo 2
Como um dos discos (que seja C) se move para o oeste, então temos:
Substituindo nas equações (3) e (4), obtemos:
Agora, como os três discos têm a mesma velocidade (v) e ambos A e B têm a mesma magnitude do componente −y, então eles também (A e B) têm o mesmo módulo do componente −x:
Passo 3
Agora, podemos calcular o ângulo que o disco A e o disco B fazem com o eixo +x da seguinte forma:
Uma vez que ambos os discos A e B têm componentes y− opostos, então obtemos:
A direção do disco A é 60° ao norte do leste
A direção do disco B é 60 ° ao sul do leste
Resposta
A direção do disco A é 60° ao norte do leste
A direção do disco B é 60 ° ao sul do leste