Você está dirigindo quase colado a um caminhão, e os dois veículos mantêm a mesma velocidade. Um engradado cai da traseira do caminhão. (a) Se você não frear nem der um golpe de direção, vai atropelar o engradado antes que ele se choque com o piso da estrada? (b) Durante a queda, a velocidade horizontal do engradado é maior, menor ou igual à velocidade do caminhão?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Você está dirigindo quase colado a um caminhão, e ambos mantêm a mesma velocidade. De repente, um engradado cai da traseira do caminhão. Temos duas perguntas aqui:
(a) Se você não frear nem desviar, vai atropelar o engradado antes que ele toque o chão?
(b) Durante a queda, a velocidade horizontal do engradado é maior, menor ou igual à velocidade do caminhão?
(b) Durante a queda, a velocidade horizontal do engradado é maior, menor ou igual à velocidade do caminhão?
Vamos precisar usar conceitos de mecânica, mais especificamente de movimento relativo e queda livre para resolver isso.
Passo 2
Vamos começar com a parte (a). A questão quer saber se você vai bater no engradado antes que ele atinja o chão. Primeiro, imaginemos o que acontece quando o engradado cai.
Quando o engradado cai, ele já tem a mesma velocidade horizontal do caminhão porque estava preso a ele. Isso significa que, na horizontal, o engradado e o caminhão (e você) estão se movendo na mesma direção e com a mesma velocidade.
Passo 3
Agora, na vertical, o engradado começa a cair por causa da gravidade. O tempo que ele leva para atingir o chão depende apenas da altura da queda e da aceleração da gravidade, e não da velocidade horizontal.
Como você está mantendo a mesma velocidade que o caminhão e o engradado não está ganhando nem perdendo essa velocidade horizontal (ignorando a resistência do ar), você e o engradado continuam lado a lado horizontalmente durante toda a queda.
Passo 4
Então, como você não está freando nem desviando, e sua velocidade horizontal é a mesma do engradado, você vai seguir o mesmo caminho horizontal que ele durante a queda. Isso significa que o engradado vai cair exatamente na sua frente, mas você não vai atropelá-lo antes que ele toque o chão, já que estão se movendo juntos na horizontal.
Passo 5
Agora, vamos para a parte (b). A velocidade horizontal do engradado durante a queda é igual à velocidade do caminhão. Isso porque, no momento em que o engradado cai, ele já possui essa velocidade horizontal e, na ausência de forças horizontais (como resistência do ar significativa), essa velocidade permanece constante.
Resposta
(a) Não, você não vai atropelar o engradado antes que ele toque o chão.
(b) A velocidade horizontal do engradado é igual à velocidade do caminhão durante a queda.
(b) A velocidade horizontal do engradado é igual à velocidade do caminhão durante a queda.