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Um estudante de ciências está em um vagão plataforma de um trem que viaja em um trilho plano e horizontal com velocidade constante de 10,0   m / s . O estudante joga uma bola no ar ao longo de uma trajetória que acredita fazer um ângulo inicial de 60,0 ° com a horizontal e estar alinhado com o trilho. Seu professor, que está em pé no chão perto dali, observa a bola subir verticalmente. Até que altura ele a vê subir?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Identifique o aluno como o observador S' e o professor como o observador S. Para o movimento inicial em S', nós temos:

v y ' v x ' = tan ⁡ 60.0 ∘ = 3

Seja u a velocidade de S' em relação a S. Então, porque não há nenhum movimento no eixo x em S, podemos escrever v x = v ' + u = 0 para que v x ' = - u = - 10.0 m s .

Daí a bola é jogada para trás em S'. Então,

v y ' = v y ' = 3 v x ' = 10.0 3 m s

Passo 2

Usando v y 2 = 2 g h , temos:

h = ( 10.0 3 m / s ) 2 2 9.80 m s 2 = 15.3 m

Resposta

15.3 m

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