Um avião voando em linha reta, com velocidade constante em relação ao solo, abandona uma bomba. Se a resistência do ar sobre ela puder ser desprezada, a trajetória dessa bomba será em forma de uma:
a) Parábola para um observador que estiver no avião;
b) Linha reta vertical para um observador que estiver na Terra;
c) Linha reta horizontal para um observador que estiver no avião;
d) Linha reta vertical para um observador que estiver no avião;
e) Mesma figura para qualquer observador, pois independe do referencial.

Passo 1

Beleza, o exercício diz que um avião voando em linha reta, com velocidade constante em relação ao solo, solta uma bomba. Desprezando a resistência do ar, a gente precisa descobrir qual a forma da trajetória dessa bomba vista por quem está no avião e quem está na Terra. O conteúdo aqui é Mecânica Clássica: movimento relativo de referenciais e lançamento de projéteis. Vamos usar as ideias de componente horizontal e vertical do movimento e a noção de velocidade relativa entre referencial do solo e referencial do avião.

Passo 2

Primeiro, olha o que ocorre no referencial da Terra (observador na Terra):
  • No instante em que a bomba é solta, ela mantém a velocidade horizontal do avião, digamos x(t) = v0 , t .
  • Aí, em direção horizontal não há aceleração (ignora resistência do ar), então y(t) = h - 12,g,t^2
  • Na vertical, só tem a aceleração da gravidade t = xv0 Longrightarrow y = h - 12,gl(xv0r)^2, para baixo. Se a altura inicial é ,
  • Quando você relaciona com , e isso é a equação de uma parábola. Logo, para quem está na Terra, a bomba descreve uma parábola.

Passo 3

Agora, no referencial do avião (observador no avião):
  • Para quem está dentro do avião, ele próprio está parado, então a bomba sai com velocidade horizontal zero nesse referencial.
  • A única aceleração ainda é a da gravidade para baixo, ou seja, não tem componente horizontal, só vertical.
  • Assim, no avião a gente vê x'(t) = 0 e y'(t) = h - 12,g,t^2
  • Como para todo , o movimento é na vertical, uma linha reta vertical para baixo.

Resposta

Letra d) Linha reta vertical para um observador que estiver no avião.

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