Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 4.1 - Ex. 97
Como trote, seus amigos o sequestraram enquanto você dormia e o transportaram para a superfície de um lago congelado. Quando acorda você está a da margem mais próxima. O gelo é tão escorregadio (isto é, sem atrito) que você não consegue caminha. Você se dá conta de que pode usar a terceira lei de Newton a seu favor e decide atirar o objeto mais pesado que tem, uma bota, com o objetivo de se colocar em movimento. Tome seu peso como . (a) Em qual sentido você deve atirar sua bota para atingir mais rapidamente a margem? (b) Se você atira sua bota de com uma força média de e o lançamento leva (o intervalo de tempo durante o qual você aplica a força), qual é a magnitude da força que a bota exerce sobre você? (suponha aceleração constante.) (c) Quanto tempo leva para você atingir a margem, incluindo o ourto espaço de tempo durante o qual você estava atirando a bota?
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.
Item (a):
Você deve jogar a bota no sentido oposto ao sentido da margem mais próxima.
Passo 2
Item (b):
Bom pessoal, por definição, a força que você exerce na bola deve ser a mesma que ela exerce sobre você. Logo:
Passo 3
Item (c)
O tempo requerido é dado pela soma do tempo de viagem até o tempo de viagem até a margem:
Pela equação da posição para aceleração constante, temos:
Aplicando a segunda lei de Newton, temos:
Susbtituindo os valores, temos que:
Com a aceleração em mãos, podemos descobrir o primeiro deslocamento:
Para o tempo desconhecido temos:
Sabemos que:
A velocidade é dada por:
Portanto: