Uma esquiadora ($\mathrm{e}$) desliza ao longo de uma encosta gelada. No instante em que a esquiadora passa na posição $\mathrm{A}$, um trenó ($\mathrm{t}$), inicialmente em repouso, desprende-se de uma encosta do lado oposto, tal como se representa na Figura 8, que não está à escala. Os dois corpos, após a descida das encostas, passam a mover-se no plano horizontal.
Admita que:
– ambos os corpos percorrem $50,0 \mathrm{~m}$ nas vertentes inclinadas das encostas;
– $m_{\text {esquiadora }}=3 ~m_{\text {trenó }}$;
– os dois corpos descrevem sempre trajetórias retilíneas;
– o atrito e a resistência do ar são desprezáveis;
– a esquiadora e o trenó podem ser representados pelos seus centros de massa, segundo o modelo da partícula material;
– o troço horizontal $\mathrm{BC}$ é o nível de referência da energia potencial gravítica.
Após o percurso $\mathrm{AB}$, a esquiadora, no plano horizontal, cruza-se com o trenó, deslocando-se ambos com velocidades de igual módulo.
Determine o módulo da velocidade da esquiadora no instante em que o trenó se desprende.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Uma vez que as forças não conservativas são desprezáveis, chegados ao troço BC, ambos os corpos se moviam com as mesmas velocidades, visto que aqui a aceleração seria nula e eles se cruzariam com velocidade de igual módulo.
Como a energia mecânica do trenó em D e em C é igual, ao calcular a velocidade do trenó quando atinge o troço BC obtém-se:
$$
\begin{gathered}
\Delta E_{\mathrm{m}}=0 \quad \quad E_{\mathrm{p g(C)}}=0 \quad \quad E_{\mathrm{c(D)}}=0 \\\\
E_{\mathrm{m(C)}}=E_{\mathrm{m(D)}} \Leftrightarrow E_{\mathrm{c(C)}}+E_{\mathrm{p g(C)}}=E_{\mathrm{c(D)}}+E_{\mathrm{p g(D)}}\Leftrightarrow E_{\mathrm{c(C)}}=E_{\mathrm{p g(D)}} \\\\
\frac{1}{2} m_{\mathrm{t}} v_{\mathrm{t}}^{2}=m_{\mathrm{t}} \times g \times h_{\mathrm{D}} \Leftrightarrow v_{t}=\sqrt{9,8 \times 2 \times 32,1}\Leftrightarrow v_{\mathrm{t}} \approx 25,1 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}.
\end{gathered}
$$
E a velocidade da esquiadora em B será igual à do trenó.
$$
v_{\mathrm{e(B)}} \approx 25,1 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}
$$
Sendo a energia mecânica da esquiadora igual em A e B a sua velocidade em A pode ser calculada da seguinte forma, recorrendo às equações de movimento:
$$
\begin{gathered}
E_{\mathrm{p g(B)}}=0 \\\\
E_{\mathrm{m(A)}}=E_{\mathrm{m(B)}} \Leftrightarrow E_{\mathrm{c(A)}}+E_{\mathrm{pg(A)}}=E_{\mathrm{c(B)}}+E_{\mathrm{pg(B)}}\Leftrightarrow E_{\mathrm{c(A)}}+E_{\mathrm{pg(A)}}=E_{\mathrm{c(B)}} \Leftrightarrow \\
\Leftrightarrow \frac{1}{2} \times m_{\mathrm{t}} \times v_{\mathrm{A}}^{2}+m_{\mathrm{t}} \times g \times h_{\mathrm{A}}=\frac{1}{2} \times m_{\mathrm{t}} \times v_{\mathrm{e(B)}}^{2} \\
\frac{1}{2} \times m_{\mathrm{t}} \times v_{A}^{2}+m_{\mathrm{t}} \times 9,8 \times 17,1=\frac{1}{2} \times m_{\mathrm{t}} \times 25,1^{2}\Leftrightarrow v_{\mathrm{A}}^{2}=\left(\frac{25,1^{2}}{2}-9,8\right) \times 2 \\
\Leftrightarrow v_{\mathrm{A}}=\sqrt{294,85} \Leftrightarrow v_{\mathrm{A}} \approx 17,2 \mathrm{~m~s}^{-1}
\end{gathered}
$$
Resposta: A velocidade da esquiadora quando o trenó é desprendido é de $17,2 \mathrm{~m~s}^{-1}$.
Fonte: Mestre Panda
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Ok. Nós queremos descobrir o cateto oposto que é a altura, né? Então eu tenho que multiplicar o sen a com a hipotenusa, mas na minha calculadora não dá 32,1. O que estou a fazer de errado?
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Verifica se tens a calculadora em graus ou em radianos, se estiver em radianos esse é o problema.
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Nao percebi como é que se corta as tres incognitas da massa do treno na penultima equacao
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