Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 50
Por que a seguinte situação é impossível? Um trem de carga se move lentamente com velocidade constante de . Atrás do trem, na mesma ferrovia, está outro de passageiros viajando no mesmo sentido a . Quando a frente do trem de passageiros está atrás do de carga, o engenheiro do trem de passageiros vê o perigo e puxa os freios, fazendo-o se mover com aceleração . Por causa da ação do engenheiro, os trens não colidem.
Passo 1
E aiii gente, tudo bem com vocês?
Vamos fazer uma questãozinha aqui?
Vem comigo!
Podemos escrever expressões de posição para ver se a frente do trem de passageiros (P) encontra a parte traseira do trem de carga (F) em algum momento.
Suponha que em t = 0, a coordenada da frente do trem de passageiros é e a coordenada da parte de trás é . Depois num tempo t, a coordenada da frente do trem de passageiros é:
a coordenada da parte traseira do vagão de carga é:
Igualando, temos:
Passo 2
Não temos que resolver esta equação, só queremos verificar se uma solução existe; se houver uma solução, os trens colidem.
Existe uma solução:
Então a situação é impossível.
Resposta
A situação é impossível.