Questão 4 - Um vagão-plataforma apresenta uma velocidade de
em relação ao solo que se desloca no sentido positivo do eixo x. Um garoto corre com uma velocidade de
(em relação ao vagão) sobre a plataforma no sentido oposto ao movimento do vagão. Determine a velocidade do garoto em relação ao solo.
Passo 1
O enunciado nos dá um vagão-plataforma que se move no sentido positivo do eixo
com velocidade em relação ao solo
e um garoto que corre sobre o vagão no sentido oposto ao movimento do vagão com rapidez em relação ao vagão
. O conteúdo aqui é o de velocidade relativa em regime de baixas velocidades (transformação de Galileu): para achar a velocidade do garoto no solo, somamos vetorialmente as velocidades relativas.
Passo 2
Precisamos atribuir sinais conforme o eixo
:
– Como o vagão vai para , temos
.
– O garoto corre no sentido oposto, ou seja, para , então sua velocidade no referencial do vagão é
.
– Como o vagão vai para
– O garoto corre no sentido oposto, ou seja, para
Passo 3
Pela regra de adição de velocidades em Galileu, a velocidade do garoto em relação ao solo é
Passo 4
Substituindo os valores numéricos:
Passo 5
O resultado
indica que, em relação ao solo, o garoto se desloca para o sentido negativo do eixo
com módulo de
.