Q4: Um casal de patinadores artísticos está deslizando na mesma direção, com a patinadora na frente movendo-se a
e o patinador atrás movendo-se a
. Quando o patinador alcança a patinadora, ele a levanta sem aplicar nenhuma força horizontal em seus patins. Se o patinador for
mais pesado que a patinadora, de 50 kg , qual será a velocidade deles depois que ele a levantar?
Passo 1
O enunciado diz que dois patinadores deslizam na mesma direção: a patinadora de massa
está à frente com velocidade
e o patinador de massa
vem atrás com
. Quando ele a alcança, eles passam a deslizar juntos sem que haja força horizontal externa. Esse é um problema de conservação de quantidade de movimento (momento linear).
Passo 2
Definimos as massas: a patinadora tem
e o patinador é
mais pesado, ou seja
Passo 3
Como não há força externa horizontal, aplica-se a conservação do momento linear:
onde
é a velocidade comum após o encontro.
Passo 4
Isolando
, temos
Passo 5
Substituindo os valores:
Resposta
A velocidade conjunta dos patinadores após o levantamento será de aproximadamente
.