A train moves along the tracks at a constant speed
. A woman on the train throws a ball of mass
straight ahead with a speed
with respect to herself. How much work is done by the woman throwing he ball?
Passo 1
Beleza! Então o enunciado diz que um trem se move com velocidade constante
(em relação ao solo) e, lá dentro do trem, a mulher arremessa uma bolinha de massa
para a frente com velocidade
medida por ela. A pergunta é: qual é o trabalho que a mulher faz sobre a bolinha?
Conteúdo: trabalho e energia cinética, mais especificamente o Teorema Trabalho–Energia Cinética.
O que vamos precisar:
Conteúdo: trabalho e energia cinética, mais especificamente o Teorema Trabalho–Energia Cinética.
O que vamos precisar:
- Saber medir a velocidade da bolinha no referencial do solo.
- Usar
.
Passo 2
Primeiro, vamos achar a velocidade da bolinha no solo.
- No referencial do trem (o da mulher), a bola sai com velocidade
. - Como o trem em si já ia a
em relação ao solo, no chão a velocidade final da bolinha é
Antes do arremesso, a bola estava “parada” no trem, então, no solo, ela estava indo junto com o trem a
Passo 3
Agora aplicamos o Teorema Trabalho–Energia Cinética, que diz:
Substituindo
e
:
Passo 4
É só tirar os parênteses e simplificar:
Pronto, chegamos à expressão final para o trabalho realizado pela mulher.