Exercícios Resolvidos de Velocidade Angular e Aceleração Angular Instantâneas

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Enunciado

6) A velocidade escalar de um projétil quando ele alcança sua altura máxima tem a metade do valor de sua velocidade escalar que ele tem quando está na metade da sua altura máxima. Qual o ângulo de lançamento do projétil?

Passo 1

Fala aí! Tudo certinho? Esta questão está um pouco complicada? Relaxa que vamos tentar te ajudar. 😎

Temos um lançamento de um projetil que no ponto de altura máxima sua velocidade v m é metade do valor da velocidade v p do momento em que o projetil atinge a metade da altura máxima...

Conseguiu entender? 👀

Com esse problema um pouco confuso, queremos saber qual é o ângulo de lançamento do projetil🤔

E agora, como vamos resolver isso? 😬

Em um lançamento de um projetil, a velocidade horizontal é contante, enquanto a velocidade vertical é variável devido a ação da força gravitacional.

Então podemos usar essa informação para encontrar a velocidade vertical inicial do projetil.

Passo 2

Considerando h 0 = 0 m e h a altura máxima... aplicando a equação de Torricelli sendo v y f = 0 e a = - g ... temos

v y f 2 = v y i 2 + 2 a ∆ h = v y i 2 - 2 g h

0 = v y i 2 - 2 g h

v y i 2 = 2 g h

v y i = 2 g h

Agora calculando a velocidade vertical a h / 2 , temos

v y h 2 2 = v y i 2 - 2 g h 2

v y h 2 2 = 2 g h - g h

v y h 2 2 = g h

v y h 2 = g h

Tranquilo até aqui? 😐

Passo 3

No ponto máximo, o modulo da velocidade é v x já que não há velocidade vertical

v m = v x

Se no ponto de altura média temos que

v p = v x ,   v y h 2

Então o modulo de v p é

v p = v x 2 + v y h 2 2 = v x 2 + g h 2

Foi dito que

v m = v p 2

Então

v x = v x 2 + g h 2 2 → 4 v x 2 = v x 2 + g h

v x 2 = g h 3

v x = g h 3

O ângulo de lançamento é dado pela análise trigonométrica do vetor velocidade inicial, ou seja

θ = t g - 1 v y i v x

Se v y i = 2 g h e v x = g h 3

θ = t g - 1 2 g h g h 3 = t g - 1 2 g h g h 3

θ = t g - 1 6

θ = 67,8 °

Fim! Iae, o que achou? Responde Aí! 😁

Resposta

θ = 67,8 °

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