Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 12
Em um bar local, um cliente desliza uma caneca de cerveja vazia pelo balcão para que seja enchida novamente. A altura do balcão é . A caneca desliza para fora do balcão e atinge o chão a uma distância da base do balcão. (a) Com que velocidade a caneca saiu do balcão? (b) Qual era a direção da velocidade da caneca imediatamente antes de atingir o chão?
Passo 1
(a) Faala ae! Beleza??
Se liga! Temos uma caneca deslizando para fora de um balcão de altura e atingindo o chão a uma distância do balcão, certo? Isso é um lançamento horizontal! Isso porque a caneca sai deslizando pelo balcão mesmo.
Beleza! Com isso, já sabemos que a velocidade com que a caneca sai do balcão é apenas a velocidade horizontal. Já que, assim que ela sai, ela não tem uma velocidade no eixo vertical ainda, apenas no horizontal, que é o eixo do balcão.
Tá, e como calcular essa velocidade? Bom, sabemos que no eixo horizontal, não teremos nenhuma aceleração, certo? Isso é visto na teoria também. Então, podemos usar a fórmula de velocidade média. Assim, a velocidade com que a caneca sai do balcão pode ser calculada pela distância que a caneca percorreu no ar antes de atingir o chão, dividida pelo tempo que demorou:
Mas precisamos saber quanto vale esse tempo.
Passo 2
Para achar o , vamos usar o eixo vertical agora. Nele, sabemos que a velocidade inicial é e estamos em queda livre de uma altura , sob a aceleração da gravidade . Assim, podemos usar:
Dessa forma, substituindo na fórmula do passo anterior:
Onde . Mas como não temos grandes contas para fazer, não vejo necessidade de substituir isso, beleza?
Passo 3
(b) Bom, imediatamente antes de atingir o chão, a caneca nós temos que pensar o seguinte: a velocidade no eixo horizontal é constante ao longo de todo o trajeto, certo?? Então, ela ainda existe antes de tocar o chão.
Já no eixo vertical, temos que pensar na queda livre. A velocidade inicial é nula, mas a final, não! Logo, também temos uma velocidade apontando para a baixo, por conta da queda, beleza?
Assim, teremos uma velocidade horizontal apontando para a direita e uma para baixo. A resultante delas duas ficará entre as duas, logo, na diagonal, apontando da esquerda para direita e de cima para baixo. Beleza?
Só isso! 😊
Resposta
(a)
(b) Explicação no passo a passo.