As gotas de água da chuva caem verticalmente com velocidade de
.
Um automóvel percorre uma estrada retilínea com uma velocidade de
. Determine o módulo, a direção e o sentido da velocidade das gotas da água em relação a um observador situado dentro do automóvel.
Passo 1
O enunciado pede a velocidade das gotas de chuva em relação a um observador no automóvel. O conteúdo é cinemática vetorial (adição de velocidades). Vamos usar que a velocidade relativa é
Passo 2
Escolhemos um sistema de eixos:
horizontal na direção do movimento do carro (positiva para frente) e
vertical (positiva para cima).
– A velocidade das gotas em relação ao solo é vertical para baixo, com módulo
, logo
– A velocidade das gotas em relação ao solo é vertical para baixo, com módulo
– A velocidade do carro é
, que em
vale
no eixo
, isto é
Passo 3
Subtraímos vetorialmente para achar a velocidade das gotas no referencial do automóvel:
Passo 4
Calculamos o módulo dessa velocidade:
Passo 5
Para descrever a direção, medimos o ângulo
abaixo da horizontal (eixo
), dado por
Passo 6
O sentido do vetor
é para trás (componente
negativa, ou seja, vindo de encontro ao para-brisa) e para baixo (componente
negativa).
Resposta
Módulo:
.
Direção: inclinação de abaixo da horizontal.
Sentido: oposto ao movimento do carro (vem em direção ao para-brisa) e para baixo.
Direção: inclinação de
Sentido: oposto ao movimento do carro (vem em direção ao para-brisa) e para baixo.