Um vagão de 14,0 ton se movimenta horizontalmente a
em direção a um pátio de manobra. Ao passar por um silo de alimentação, 2,50 ton de grãos caem subitamente no interior do vagão. Quanto tempo será gasto pelo vagão para percorrer uma distância de 500 m a partir do silo em direção ao pátio?
Passo 1
Então, a gente tem um vagão de massa inicial
,ton (ou 14000 kg) correndo a
,m/s. Logo ao passar pelo silo, caem de uma vez
,ton (2500 kg) de grãos dentro dele. A partir daí ele anda 500 m sem mais força horizontal agindo.
Conteúdo: conservação do momento linear (porque não há força externa horizontal no instante da queda) e movimento uniforme (após a queda, velocidade constante). Vamos usar:
Conteúdo: conservação do momento linear (porque não há força externa horizontal no instante da queda) e movimento uniforme (após a queda, velocidade constante). Vamos usar:
-
-
.
Passo 2
No instante em que os grãos caem, a única coisa que importa é o momento linear antes e depois, pois não há força externa horizontal. Portanto:
Aqui
kg,
kg e
m/s.
Passo 3
Isolando
:
Passo 4
Depois da queda, o vagão segue com velocidade constante
. Para percorrer
,m:
Resposta
O vagão levará aproximadamente 147,3 segundos (cerca de 2 min 27 s) para percorrer os 500 m.