Enunciado

Você (massa de 55   k g ) está sobre um skate sem atrito (massa de 5,0   k g ) em linha reta a uma velocidade de 4,5   m / s . Um amigo parado em uma sacada acima de você solta um pacote de farinha de trigo de 2,5   k g diretamente nos seus braços .   ( a ) Qual é a sua nova velocidade enquanto você segura o pacote? ( b ) Como o pacote caiu verticalmente, como isso pode afetar seu movimento horizontal? Explique. ( c ) Agora, você tenta se livrar do peso extra lançando o pacote diretamente para cima. Qual será sua velocidade enquanto o pacote está no ar? Explique.

Passo 1

Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!

O enunciado pediu pra gente determinar a sua nova velocidade quando carrega o pacote de farinha em cima do skate, analisar o que acontece quando esse pacote cai verticalmente e quando você joga o pacote pra cima.

A ideia central desse problema é saber que quando o pacote de farinha é jogado ele possui componente apenas na vertical, ou seja, não havendo força horizontal o movimento é conservado.

Sabendo disso podemos resolver os exercícios bem tranquilamente, então vem comigo!

Passo 2

a ) Sendo o momento conservado vamos escrever:

P i x = P f x  

Ou seja, o momento linear antes é igual ao momento linear depois, na direção horizontal x .

Agora sabendo que o momento é dado pelo produto entre massa e velocidade, vamos ter:

⇒ ( 55   k g + 5   k g ) ( 4,5   m / s ) = 55   k g + 5   k g + 2,5   k g ⋅ v f x

Onde v f x é a sua velocidade final. Assim, teremos:

v f x = 270   k g ⋅ m s 62,5   k g

v f x = 4,32   m / s

Passo 3

b ) Ao segurar o pacote de farinha você está fazendo ele de mover na mesma velocidade que você, então podemos dizer que você estar exercendo uma força sobre ele fazendo ele se mover com a sua velocidade.

Com isso, se você exerce uma força sobre pacote de farinha consequentemente o pacote de farinha exerce uma força sobre você de mesmo módulo e sentido oposto, e isso vai ser responsável por te deixar um pouco mais lento.

Passo 4

c ) Para jogar o saco de farinha pra cima você vai exercer uma força que terá apenas componente vertical então em nada ela interferirá na sua velocidade horizontal, ou seja, sua velocidade horizontal continuará a mesma que encontramos no item a .

Resposta

a )

v f x = 4,32   m / s

b )

E x p l i c a ç ã o   n o s   p a s s o s

c )

E x p l i c a ç ã o   n o s   p a s s o s

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