Questão 64.
Uma criança em um barco lança um pacote de
horizontalmente com uma velocidade de
. Calcule a velocidade do barco imediatamente após o lançamento, considerando que ele estava inicialmente em repouso. A massa da criança é de
e a massa do barco é de
.
Uma criança em um barco lança um pacote de
Passo 1
O enunciado descreve uma criança num barco em repouso que lança um pacote de massa
horizontalmente com velocidade
. A massa da criança é
e a do barco é
. Vamos usar o princípio da conservação do momento linear num sistema isolado na direção horizontal.
Passo 2
Como não há força externa horizontal relevante durante o lançamento, o momento total inicial é igual ao momento total final. Inicialmente o sistema (crianç
arc
acote) está em repouso, então o momento inicial é zero. Chamando de
a velocidade do conjunto crianç
arco após o lançamento, temos
Passo 3
Isolando
na equação de conservação do momento, obtemos
O sinal negativo indica que o barco (com a criança) se move no sentido oposto ao pacote.
Passo 4
Substituindo os valores numéricos:
Resposta
A velocidade do barco imediatamente após o lançamento é de aproximadamente
no sentido oposto ao do pacote.