Enunciado

Um vaso é derrubado do parapeito da janela de uma altura d = 20,0 m acima da calçada, como mostrado na Figura P13.57. Ele vai em direção a um homem de altura h = 1,75 m que está em pé embaixo. Suponha que o homem necessite de um intervalo de tempo ∆t = 0,300 s para responder à advertência. Quão perto da calçada o vaso pode cair antes que seja tarde demais para um grito de aviso, a partir do parapeito, chegar a tempo ao homem?

Passo 1

Faaaaaalaaa galera, show de bolaa??

Arrasta pra cima e só vamoo!!

A situação do enunciado pode ser observada no esquema seguinte. Apesar de tudo ocorre em uma mesma linha vertical, representamos cada instante ao lado do outro para conseguimos uma melhor visualização a cada etapa do problema.

Com base na figura acima, a pergunta do enunciado pode ser colocada como : qual e o valor de x?

Passo 2

Partindo da cinética, vamos relembrar da relação entre altura de queda e o tempo de queda:

H = g ⋅ t 2 2

Primeiramente, iremos calcular o t = T ;

H = d - h = g ⋅ T 2 2

T = 2 ⋅ d - h g

T = 2 ⋅ 20,0 - 1,75 9,8

T = 1,9299 s

Cálculo de t = t 2 ;

t 2 = T - 0,300 = 1,9299 - 0,300

t 2 = 1,6299 s

Passo 3

Tá, mas como posso calcular o t 1 ??

Opaaa vem comigooo

Basta perceber que, entre t 1   e   t 2 , o som percorreu a distância d - h , portanto:

V s o m = ∆ S ∆ t

V s o m = d - h t 2 - t 1

t 2 - t 1 = d - h V s o m

t 1 = t 2 - d - h V s o m

t 1 = 1,6299 - 20,0 - 1,75 340

t 1 = 1,5762   s

Cálculo de y:

y = g ⋅ t 1 2 2

y = 9,8 ⋅ 1,5762 2 2

y = 12,17   m

Passo 4

Portanto, por meio do seguinte cálculo de x podemos afirmar que o vaso pode cair de modo seguro:

x + y = 20,0

x = 7,83   m

Resposta

Portanto, o vaso pode cair de modo seguro à 7,83m.

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