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O lagarto basilisco é capaz de correr na superfície da água (Fig. 9-52). Em cada passo, o lagarto bate na água com a pata e a mergulha tão depressa que uma cavidade de ar se forma acima da pata. Para não ter que puxá-la de volta sob a ação da força de arrasto da água, o lagarto levanta a pata antes que a água penetre na cavidade de ar. Para que o lagarto não afunde, o impulso médio para cima exercido durante esta manobra de bater na água com a pata, afundá-la e recolhê-la deve ser igual ao impulso para baixo exercido pela força gravitacional. Suponha que a massa de um lagarto basilisco é 90,0   g , a massa de cada pata é 3,00   g , a velocidade de uma pata ao bater na água é 1,50   m / s e a duração de um passo é 0,600   s . (a) Qual é o módulo do impulso que a água exerce sobre o lagarto quando o animal bate com a pata na água? (Suponha que este impulso está orientado verticalmente para cima.) (b) Durante os 0,600   s de um passo, qual é o impulso para baixo sobre o lagarto devido à força gravitacional? (c) O principal movimento responsável pela sustentação do lagarto é o de bater a pata na água, o de afundar a pata na água ou ambos contribuem igualmente?

Passo 1

Para determinar a variação do momento linear da pata, vamos considerar o sentido para cima como positivo. Assim:

∆ p → = m p a t a v f → - m p a t a v o →

Sabendo que v f → = 0 , assim:

∆ p → = - 0,003 × - 1,5 = 4,5 × 10 - 3 j ^   k g ∙ m / s

Então, pelo teorema impulso momento linear, temos que o impulso na pata é:

J → = 4,5 × 10 - 3 j ^   k g ∙ m / s

Passo 2

Para determinar o impulso exerciso pela força gravitacional, vamos admitir que o sentido positivo agora seja para baixo, assim usando a seguinte relação:

J → = F → m é d ∆ t

Como a força gravitacional é constante, então a força média será igual a força gravitacional, assim:

J → = m l a g a r t o g → ∆ t = 0,09 9,8 j ^ 0,6 = 0,529   k g ∙ m / s

Passo 3

Como o próprio texto diz, o principal mecanis de sustentação do lagarto na água é o bater a pata na água.

Resposta

  1. J → = 4,5 × 10 - 3   k g ∙ m / s ;
  2. J → = 0,529   k g ∙ m / s ;
  3. O   b a t e r   a   p a t a   n a   á g u a .

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