Um homem de 91 kg , de pé em uma superfície de atrito desprezível, dá um chute em uma pedra de
, fazendo com que ela adquira uma velocidade de
. Qual a velocidade do homem depois do chute?
Passo 1
Vamos começar entendendo o que o enunciado está nos dizendo. Um homem com massa de
está em uma superfície onde o atrito é desprezível, ou seja, quase não há resistência. Ele dá um chute em uma pedra que tem massa de
. Após o chute, a pedra adquire uma velocidade de
. Nosso objetivo é descobrir qual será a velocidade do homem depois de dar o chute. Para resolver isso, vamos utilizar o conceito de conservação da quantidade de movimento.
Passo 2
A quantidade de movimento (ou impulso) de um objeto é calculada multiplicando-se a sua massa pela sua velocidade. A lei da conservação da quantidade de movimento nos diz que, em um sistema isolado (onde não há forças externas atuando), a quantidade de movimento total antes de um evento é igual à quantidade de movimento total após o evento.
Passo 3
Antes do homem dar o chute, tanto ele quanto a pedra estão parados. Isso significa que a quantidade de movimento total inicial do sistema é zero:
Passo 4
Após o chute, a pedra está se movendo com uma velocidade de
. Vamos chamar a velocidade do homem após o chute de
. A quantidade de movimento total após o chute será:
Passo 5
Segundo a conservação da quantidade de movimento:
Substituindo os valores que já temos:
Passo 6
Agora, vamos resolver a equação para encontrar
:
Passo 7
Fazendo as contas:
Resposta
A velocidade do homem depois do chute é aproximadamente
. O sinal negativo indica que o homem se move na direção oposta ao movimento da pedra.