Question

Questão 04 - (UEG GO/2020) (médio)

Um garoto de 38 kg está em pé sobre um skate de 2,0 kg em repouso. O garoto possui uma mochila em suas costas de 3,0 kg. Para ganhar impulso ele joga essa mochila para frente com velocidade de 2,0 m/s.. Desconsiderando o atrito, qual será a velocidade, aproximadamente, de recuo adquirida pelo garoto sobre o skate, em cm/s?





A
21
B
6,70
C
1,70
D
15,0
E
0,13

Answer 1

Resposta:

D . 15,0

Explicação:

Esta é uma questão de conservação de quantidade de movimento ($Q = mv$), onde m é a massa e v é a velocidade.

$Q_{inicial} = Q_{final}$

A massa inicial é a soma de todas as massas (38 + 2 + 3 = 43 Kg) e, como estava em repouso, a velocidade inicial era de 0 m/s. Logo:

$Q_{inicial} = m_{inicial} \times v_{inicial}\\Q_{inicial} = 43 \times 0\\Q_{inicial} = 0$

A quantidade de movimento final é a soma das quantidades de movimento da mochila jogada com a do conjunto menino-skate, ou seja:

$Q_{final} = Q_{mochila} + Q_{menino-skate}\\Q_{final} = (m_{mochila} \times v_{mochila}) + (m_{menino-skate} \times v_{menino-skate})\\Q_{final} = (3 \times 2) + ((38 + 2) \times v_{menino-skate})\\Q_{final} = 6 + (40 \times v_{menino-skate})$

Como $Q_{inicial} = Q_{final}$, temos:

(Chamaremos $v_{menino-skate}$ de $v$ apenas, pra simplificar)

$0 = 6 + (40 \times v)\\\\40 \times v = -6\\\\v = \frac{- 6}{40}\\\\v = - 0,15 m/s$

O sinal negativo indica que o movimento do menino foi contrário ao movimento da mochila.

0,15 m/s são 15 cm/s, visto que 0,15 metros são 15 centímetros.

Answer 2

A quantidade de movimento ou momento linear é a razão entre a massa de um corpo e a sua velocidade, também pode ser chamada de impulso. Neste caso, o impulso gerou uma velocidade de 0,15m/s ou 15cm/s. Alternativa D.

O Cálculo da quantidade de movimento de um corpo é dado pelo produto de sua massa e velocidade. Chamamos isso do momento linear de um corpo, em mecânica clássica é o impulso deste corpo.  A letra que representa a quantidade de movimento é a letra Q, é a seu módulo é dado em Kg.m/s no Sistema internacional de medidas (SI).

Q[Kg.m/s] = m[Kg] * v [m/s]

Pela conservação do movimento, podemos afirmar que o Q final é o mesmo que a soma dos outros momentos, logo:

$Qinicial=Qfinal=0\\0=Qmochila +Qconjunto \ skate \ menino\\0=3.2+40.v\\\\-40v=6\\-v=0,15m/s$

Mantém-se -v devido ao sentido do movimento.

Veja que, o momento linear é o produto de uma constante, que é a massa de um corpo, pela velocidade, que é algo que pode ser variado quando há ação de uma força sobre esse corpo. Quando esse corpo não interage com outros, não há uma ação sobre ele, logo ele possui velocidade nula ou constante.

Veja mais sobre impulso em: brainly.com.br/tarefa/41909967