Um livro de física escorrega horizontalmente para fora do topo de uma mesa com velocidade de 1.1m/s. Ele colide com o solo em 0.35s. Desprezando a resistência do ar, ache

  1. A altura do topo da mesa até o solo;
  2. A distância horizontal entre a extremidade da mesa e ponto onde ele colidiu com o solo;
  3. Os componentes da velocidade do livro e o módulo, a direção e o sentido da velocidade imediatamente antes de o livro atingir o solo;
  4. Faça um diagrama, x-t, y-t,   v x -t e v y -t para o movimento

Passo 1

Olá pessoal, bora para mais uma questãozinha!?

Quando o livro sai da mesa, a única força que atua sobre ele é a força da gravidade puxando ele para baixo, se sabemos que ele demora 0.35s para chegar ao solo, temos então que:

y - y 0 = v 0 y t + 1 2 a t 2

Substituindo os valores na equação acima e assumindo que g=9.5m/s² e que o centro do sistema de coordenadas seja no topo da mesa e o y crescente para cima e o x crescente para direita, então temos:

y - 0 = 0 * 0.35 + 1 2 * 9.8 m s 2 * 0.35 s 2

y = 1 2 * - 9.8 m s 2 * 0.35 s 2 = - 0.600 m

Sendo assim a altura da mesa é 0.600m.

Passo 2

Como o livro sai da mesa com velocidade de 1.1m/s, para calcular a distância horizontal que ele percorre até encostar no chão, temos que:

x - x 0 = v 0 x t + 1 2 a t 2

Substituindo os valores temos que:

x - 0 = 1.1 m s * 0.35 s + 1 2 * 0 * 0.35 s 2

x = 1.1 m s * 0.35 s = 0,385 m

A distância vertical que ele percorre até encostar no chão é de 0,358m.

Passo 3

Para saber o vetor velocidade antes do livro encostar no chão, temos que primeiro encontrar a velocidade que ele atinge o solo, assim temos que:

v y = v 0 y + a t

Então:

v y = 0 - 9.8 * 0.35 = - 3,43 m / s

Com isso podemos escrever o vetor velocidade, sendo então:

v → = 1.1 m s i ^ - 3.43 m s j ^

Um esboço do vetor acima é:

O módulo de v é dado como:

v → = 1.1 2 + - 3.43 2 = 3.6 m / s

Passo 4

Agora vamos fazer um diagrama para x-t, y-t,   v x -t e v y -t do movimento, sendo assim: temos que:

O gráfico acima representa o movimento de x em relação ao t.

O gráfico acima é uma representação do movimento y em relação ao tempo.

O gráfico acima representa a velocidade horizontal em relação ao tempo.

O gráfico acima representa a velocidade vertical em relação ao tempo.

Resposta

  1. 0.6m
  2. 0.385m
  3. 3.6m/s e a representação do vetor está no passo 3
  4. Os gráficos estão representados no passo 4.