Física I ⇒ Lançamento Obliquo- Tópicos de física Tópico resolvido

[cdtbartisi]

Um trem de brinquedo, movendo-se com velocidade
constante sobre trilhos retilíneos e horizontais, vai passar
pelo túnel AB
Uma mola comprimida e disposta verticalmente lança para cima
uma bola de aço, que sai pela chaminé do trem quando esta está
prestes a entrar no túnel. Sabendo que a influência do ar nesse
experimento é desprezível e que o alcance horizontal da bola é
ligeiramente maior que o comprimento AB do túnel (a bola não
colide com o túnel), analise as seguintes afirmações:
01. A trajetória da bola em relação aos trilhos é parabólica.
02. A trajetória da bola em relação ao trem é retilínea e vertical.
04. A velocidade vetorial inicial da bola, em relação aos trilhos, é vertical.
08. No ponto de altura máxima, a velocidade da bola é nula em
relação aos trilhos.
16. No ponto de altura máxima, a velocidade da bola é nula em
relação ao trem, mas, em relação aos trilhos, é igual à do trem.
32. Quando o trem está saindo do túnel, a bola cai em sua chaminé.
64. O valor aproximado do comprimento AB do túnel pode ser
calculado multiplicando-se a velocidade v do trem pelo
tempo T durante o qual a bola esteve em movimento livre.
Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas.

Resposta

---

Gab é 115

Minha dúvida esta nos referenciais. Se alguém puder explicar o porquê de cada assertiva estar certa e errada. Agradeço

[παθμ]

cdtbartisi,

01) No referencial do trilho, a bola é atirada verticalmente. Daí, no referencial do trilho, a velocidade inicial da bola é a soma vetorial da velocidade vertical de lançamento com a velocidade horizontal do trilho. Ou seja, isso efetivamente é um lançamento oblíquo, e sabemos que a trajetória de um lançamento oblíquo é parabólica. A 01) está correta.

02) No referencial do trem, a bola é atirada verticalmente, portanto ela só se move em uma linha reta vertical. A 02) está correta.

04) Conforme já explicado no 01), a bola efetivamente foi lançada obliquamente em relação aos trilhos. A 04) está incorreta.

08) No ponto de altura máxima de um lançamento oblíquo, a componente vertical da velocidade é nula, mas ainda há a componente horizontal (que é constante ao longo de todo o movimento). Portanto, a 08) está incorreta.

16) Como a componente horizontal da velocidade da bola em relação aos trilhos é a velocidade do trem, a velocidade dela no topo de sua trajetória é igual à do trem no ref. dos trilhos. Ademais, como ela está em lançamento vertical no referencial do trem, sua velocidade é nula relativamente ao trem no topo de sua trajetória. A 16) está correta.

32) Conforme explicado no enunciado, o alcance horizontal da bola é aproximadamente igual ao comprimento AB do túnel (apenas infinitesimalmente maior do que esse último, para que não haja colisão da bola com o túnel). Isso implica que, assim que a chaminé terminar o percurso AB, a bola estará de volta à altura da chaminé, e portanto a bola volta para a chaminé assim que a chaminé alcança o ponto B. A 32) está correta.

64) Conforme explicado na 32), a duração do lançamento da bola é aproximadamente igual à duração do percurso A -> B da chaminé, então podemos dizer que essa duração é [tex3]T.[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]T.[/tex3]

Portanto, a velocidade do trem satisfaz [tex3]v=\frac{AB}{T} \Longrightarrow AB=vT.[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]v=\frac{AB}{T} \Longrightarrow AB=vT.[/tex3]

A 64) está correta.