Question

Ao explodir, um coco vazio de massa M, inicialmente em repouso sobre uma superfície sem atrito, o
coco é dividido em três pedaços, que deslizam sobre a superfície. Uma vista superior é mostrada na
figura. O pedaço C de massa 0,30M, tem uma velocidade escalar final de 5,0 m/s. (a) qual é a velocidade
do pedaço B, de massa 0,20M? (b) qual é a velocidade escalar do pedaço A?

Answer 1

Olá!

Situações de choque, colisão ou explosão com mudança de direção, como essa descrita pelo exercício são chamadas de sistemas isolados, pois geralmente as forças internas são muito maiores que as forças externas, portanto, elas podem ser desprezadas, sendo assim, podemos considerar todo o sistema como um sistema isolado.

A) qual é a velocidade do pedaço B, de massa 0,20 M?

- decompondo alguns vetores no eixo y podemos encontrar a velocidade do ponto B, representada por Vfb.

Piy = Pfy

Py = m · Vy

Pfb = - 0,2 Mv
Pfb = - 0,2 Mv · sen 50°

Pfc = 0,3 Mv
Pfc = 0,3 Mv · sen 80°

Piy = Pfy
Pfy = Pfa + Pfb + Pfc
0 = (0) + (- 0,2 Mv · sen 50°) + (0,3 M · 5 · sen 80°)

Vfb = 9,64 m/s.

B) qual é a velocidade escalar do pedaço A?

- decompondo alguns vetores no eixo x podemos encontrar a velocidade do ponto A, representada por Vfa.

Pix = Pfx

Pfa = - 0,5 Mv
Pfb = 0,2 Mv = 0,2 Mv · cos 50°
Pfc = 0,3 Mv = 0,3 Mv · cos 80°

Pix = Pfx
Pfx = Pfax + Pfbx + Pfcx
0 = (- 0,5 Mv) + (0,2 M · 9,64 m/s · cos 80°) + (0,3 M · 5 · cos 80°)

Vfa = 3 m/s.