Um submarino em combate lança um torpedo na direção de um navio ancorado. No instante do lançamento o submarino se movia com velocidade v = 14 m/s....

Podemos utilizar a equação de Torricelli para resolver esse problema: v² = v0² + 2aΔx Onde: v = velocidade final v0 = velocidade inicial a = aceleração Δx = variação de posição No caso do torpedo, a aceleração é nula, pois ele se move com velocidade constante. Assim, podemos simplificar a equação para: v = v0 + Δx/t Onde t é o tempo de lançamento até a colisão, que é de 2,0 min = 120 s. Substituindo os valores, temos: v = 14 + Δx/120 Agora, precisamos encontrar Δx, que é a distância percorrida pelo torpedo até a colisão. Sabemos que a velocidade do submarino é irrelevante para o problema, pois o torpedo é lançado com velocidade em relação ao submarino. Assim, podemos considerar que o torpedo se move com velocidade constante em relação ao navio. Como o torpedo colide com o navio, podemos considerar que a distância percorrida pelo torpedo é igual à distância entre o submarino e o navio. Sejam d1 e d2 as distâncias percorridas pelo submarino e pelo torpedo, respectivamente, até o momento do lançamento. Temos: d1 = v1.t d2 = v(ts).t Onde v1 é a velocidade do submarino e v(ts) é a velocidade do torpedo em relação ao submarino. Como o submarino e o torpedo estão se movendo na mesma direção, podemos somar as distâncias d1 e d2 para obter a distância entre o submarino e o navio: d = d1 + d2 = v1.t + v(ts).t Substituindo os valores, temos: d = 14.120 + v(ts).120 d = 1680 + 120v(ts) Agora, podemos substituir essa expressão em nossa equação anterior para encontrar v(ts): v = 14 + (1680 + 120v(ts))/120 v = 14 + 14 + v(ts)/10 v(ts)/10 = 120 v(ts) = 1200 m/s Assim, a velocidade do torpedo em relação ao submarino é de 1200 m/s.