UFRJ, Sem Campus, Física 1, Roteiros de F1 - UFRJ - Roteiro 10 - Colisões, Questão 3
Uma astronauta de está no espaço fazendo um reparo na estação espacial orbital. Ela lança fora uma ferramenta de a em relação à estação espacial. Qual será o módulo da velocidade e em que direção e sentido ela começará a se mover?
Passo 1
Fala, galera! Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente determinar a velocidade da astronauta depois dela jogar uma ferramenta no espaço sideral. A gente já sabe que a massa da astronauta é , que a massa da ferramenta é e que a velocidade que a ferramenta adquire no espaço é .
Nós queremos encontrar a velocidade da astronauta e pra isso podemos usar a conservação do momento linear:
Antes da astronauta lançar a ferramenta, o sistema está em repouso. Então, tanto ela quanto a ferramenta tem velocidades iniciais nulas, ou seja:
Após o lançamento da ferramenta, a astronauta começa a se mover também. Assim, sabendo que o momento linear é dado por , vamos encontrar a velocidade final da astronauta partindo de um momento linear igual a zero.
Vamos lá!
Passo 2
O nosso momento linear final vai ser dado pelo momento da austronauta somado com o momento linear da ferramente, ou seja:
Onde , e . Então, temos:
Mas pela conservação do momento, temos:
Então, como , nossa expressão vai ficar:
Assim, isolando temos a velocidade da astronauta:
Adotando a velocidade da ferramenta no sentido positivo, podemos dizer então que a astronauta adquire uma velocidade de no sentido oposto da ferramenta.
Valeu, galera! Até a próxima! 😉