Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 8.2 - Ex. 15
Propulsão animal. Lulas e polvos se impulsionam expelindo água. Eles fazem isso armazenando água em uma cavidade e repentinamente contraem a cavidade para expelir a água através de um orifício. Uma lula de (incluindo a água na cavidade) está em repouso quando de repente avista um perigoso predador.
(a) Se a lula possui de água em sua cavidade, a que velocidade escalar ela deve expelir essa água para subitamente atingir uma velocidade escalar de e assim conseguir escapar do predador? Despreze qualquer efeito de arraste da água circundante.
(b) Quanta energia cinética a lula cria com essa manobra?
Passo 1
Olá, meu amigo. Yuri aqui e estarei te ajudando a resolver essa atividade.
Sabemos que o momento linear total de um sistema é a soma vetorial dos momentos lineares das partículas individuais que compõem o sistema:
E:
Passo 2
- Dado que a lula (o sistema) estava inicialmente em repouso (sem ameaças), o momento linear do sistema antes de expelir a água é 0.
- A energia inicial é zero, então a energia criada vai ser a energia cinética associada às velocidades finais.
Quando a lula expele a água dentro dela, ela fica com massa de e é essa massa que se move com velocidade de . A velocidade da água é que queremos determinar.
O momento deve ser conservado, então:
Assim a lula deve expelir a água com velocidade de na direção contrária que ela se desloca.
Então foram criados de energia.
Resposta
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