Um barco se move com velocidade constante de
sobre um rio calmo. Uma bomba instalada no barco ejeta água para trás com uma velocidade de
em relação ao barco. A cada segundo, a bomba ejeta
de água. Sabendo que a densidade da água é de
, qual é o módulo do impulso que a bomba transfere ao barco por segundo?
Passo 1
O enunciado diz que o barco se move a
e ejeta água para trás a
em relação ao barco, com volume de
. A densidade da água é
. Precisamos usar conservação de momento (ou o princípio de “foguete”) para calcular o impulso por segundo (i.e., a força de empuxo).
Passo 2
Calcular a taxa de massa ejetada
:
Passo 3
Em termos de impulso por segundo (força), no referencial do barco vale
em que
é a velocidade da água relativa ao barco. Logo,
Resposta
O módulo do impulso transferido ao barco por segundo é de
.