Física Clássica - (MU) Questão 38

Olá Brenda.


Essas questões podem ser fáceis ou difíceis, a dificuldade estará no referencial adotado.

Como assim?


Por exemplo, imagine dois barcos em um rio cuja velocidade da água é v, um barco não possui motor, então segue o fluxo do rio,  e outro possui um motor potente e consegue produzir uma velocidade v em relação a água, então se ele se move no mesmo sentido da corrente terá velocidade 2v, se se move em sentido oposto terá velocidade 2v-v=v. Suponha  o seguinte problema:


Os dois barcos se encontram meio dia, após isso, o barco com motor sobe  o rio por meia hora, e o barco sem motor continua no fluxo do rio, após essas meia hora, o barco com motor altera o sentido e vai em direção ao barco sem motor, alcançando as 12:45 da tarde. Pergunta: qual a máxima distância entre eles?

Parece complicada? A resposta é: depende.

Depende do referencial, para o referencial da borda do rio, ambos se movem com velocidades diferentes, é complicado trabalhar nesse referencial.

E no referencial do rio? Bom, nesse referencial, o barco sem motor simplesmente não se move, concorda? Claro, a velocidade do barco é a mesma do rio, se estamos considerando o rio como referencial, o barco está em repouso nesse referencial. Então, o outro barco com motor, nesse referencial, se move a uma velocidade v em relação ao barco na primeira meia hora, então, a distância máxima entre eles, é simplesmente d=1/2v.

Conseguiu notar a importância do referencial?

É essa ideia que quero que você use na sua questão, veja:

No referencial do asfalto, ambos tem velocidades, e são diferentes, não vamos complicar, é difícil trabalhar nesse referencial.

Vamos tomar o referencial do caminhão, nesse referencial, o caminhão não se move, se isso ocorre, podemos nos preocupar somente com movimento do automóvel. Mas como expressar isso matemáticamente?


No referencial do asfalta, o caminhão se move com uma velocidade V, então, para colocar o caminhão em repouso, simplesmente subtraímos sua velocidade: V-V=0. Mas temos que fazer isso em todos os móveis, se não alteramos os dados do problema, então:

V=0

Vautomóvel=3v  (no referencial do asfalto)

No referencial do caminhão, Vautomóvel=3V-V=2V

Pronto, agora, o automóvel se move com velocidade 2V e o caminhão está parado, o problema tornou-se trivial:



A ultrapassagem começa em A e termina em B, note que começa quando a roda da frente alcança a  parte de trás do caminhão e termina quando a parte de trás alcança a parte da frente do caminhão. Isso significa que o carro tem que andar L1+L2.

Então, por fim: [latex]v=\frac{\Delta s}{t}\Rightarrow t=\frac{L1+L2}{2V}=\frac{3L1}{4V}[/latex]


Esse tipo de questão, lembre-se sempre de utilizar a velocidade relativa. Por exemplo, dois carros viajando em mesmo sentido, um a 90 km/h outro a 100 km/h, isso tudo tomado no referencial do asfalto. O tempo de ultrapassagem é o mesmo se ambos estivessem um parado e o outro a 10 km/h.