Enunciado

Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman - Capítulo 3.5 - Ex. 36

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desse livro

O vagão-plataforma de um trem se desloca para a direita, com uma velocidade escalar de 13,0 m/s relativa a um observador fixo no solo. Há alguém dirigindo uma lambreta sobre o

vagão-plataforma (Figura 3.43). Qual a velocidade (módulo, direção e sentido) da lambreta em relação ao vagão, se sua velocidade relativa ao observador em solo é a) 18,0 m/s para a direita? b) 3,0 m/s para a esquerda? c) zero?

Passo 1

Vamos montar uma relação entre as velocidades que aparecem nesse problema. Temos a velocidade do vagão em relação ao solo

v → V / C = 13   m / s

Temos a velocidade da lambreta em relação ao solo v → L / C e a velocidade da lambreta em relação ao vagão v → L / V   .

Podemos montar a equação da velocidade relativa para essa situação assim:

v → L / C = v → L / V + v → V / C

Vamos considerar que nosso movimento ocorre ao longo de um mesmo eixo, e temos que para direita a velocidade é positiva.

Ele quer v → L / V para diferentes valores de v → L / C . Aí a gente usa essa equação que a gente montou para responder os itens. Bora!

Passo 2

  1. Como v → L / C = 18 m / s , positiva por que está para a direita, a velocidade que queremos fica
  2. v → L / C = v → L / V + v → V / C

    v → L / V = v → L / C - v → V / C

    v → L / V = 18 - 13 = 5 m / s

    Para a direita.

    Passo 3

  3. Como v → L / C = - 3 m / s , negativa porque está para a esquerda, a velocidade que queremos fica
  4. v → L / C = v → L / V + v → V / C

    v → L C = - 3 - 13 = - 16 m / s

    Logo, ela está para a esquerda.

    Passo 4

  5. Como v → L / C = 0 m / s , a velocidade que queremos fica:

v → L / C = v → L / V + v → V / C

v → L / C = 0 - 13 = - 13 m / s

Logo, ela está para a esquerda.

Resposta

  1. 5 m / s para a direita.
  2. 16 m / s para a esquerda.
  3. 13 m / s para a esquerda.

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