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Física

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Uma garota de massa m está sobre um carrinho de massa 4m e segura em sua mão uma bola de massa m/10, todos em repouso em relação ao solo. Ela atira a bola, horizontalmente, com velocidade de 21 m/s em relação ao carrinho. Desprezando-se qualquer atrito, o módulo da velocidade de recuo do carrinho é aproximadamente igual a:

a) 1,0 m/s
b) 2,0 m/s
c) 0,50 m/s
d) 0,41 m/s
e) zero
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Desvendando com Questões

ano passado

Respostas

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Para resolver essa questão, podemos usar a conservação da quantidade de movimento (ou momento linear). No início, o sistema (garota + carrinho + bola) está em repouso, então a quantidade de movimento total é zero. Quando a garota atira a bola, a quantidade de movimento da bola e do carrinho deve se igualar, mas em direções opostas, para que a quantidade de movimento total continue sendo zero. Vamos calcular a quantidade de movimento da bola e do carrinho: 1. Quantidade de movimento da bola: - Massa da bola: \( m_b = \frac{m}{10} \) - Velocidade da bola em relação ao solo: \( v_b = 21 \, \text{m/s} \) - Quantidade de movimento da bola: \( p_b = m_b \cdot v_b = \frac{m}{10} \cdot 21 = \frac{21m}{10} \) 2. Quantidade de movimento do carrinho: - Massa do carrinho: \( m_c = 4m \) - Velocidade do carrinho em relação ao solo: \( v_c \) (que queremos encontrar) - Quantidade de movimento do carrinho: \( p_c = m_c \cdot v_c = 4m \cdot v_c \) 3. Conservação da quantidade de movimento: - No início: \( 0 = p_b + p_c \) - Portanto: \( 0 = \frac{21m}{10} - 4m \cdot v_c \) - Rearranjando a equação: \( 4m \cdot v_c = \frac{21m}{10} \) - Dividindo ambos os lados por \( 4m \): \[ v_c = \frac{21}{10 \cdot 4} = \frac{21}{40} \approx 0,525 \, \text{m/s} \] Assim, o módulo da velocidade de recuo do carrinho é aproximadamente \( 0,525 \, \text{m/s} \). Analisando as alternativas, a que mais se aproxima é: c) 0,50 m/s. Portanto, a resposta correta é c) 0,50 m/s.

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Craque NetoCraque Neto

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