Momento: A patinadora joga uma bola

RKA2G Vamos fazer mais problemas de momento linear ou quantidade de movimento. Então, nesse primeiro problema, eu tenho essa patinadora de gelo e ela está em um ringue de patinação. Ela está segurando uma bola, esta é uma bola de 0,15 quilogramas. 150 gramas. E ela a joga. Vamos dizer que ela a joga diretamente para a frente, na frente dela. Embora esteja olhando para nós, na verdade, ela está para a frente para o seu corpo e tem que jogá-la direto para a frente. Eu entendo que é difícil jogar algo direto para a frente, mas vamos supor que ela consiga. Então, ela a joga direto para a frente com uma força e imprime uma velocidade a esta bola. Ela joga a bola a 35 metros por segundo. E essa bola para 0,15 kg. Agora, o que o problema diz é que a sua massa combinada (ela mais a bola) é de 50 kg. Portanto, ambas estão paradas antes de ela fazer qualquer coisa, e então ela joga essa bola. E a pergunta é: depois de jogar essa bola, qual é a sua velocidade de recuo? Ou quanto, jogando a bola, ela empurra a si mesma para trás? Qual é a sua velocidade para trás? Se você não estiver familiarizado com o termo "recuo", ele geralmente é aplicado quando alguém, eu acho... Não que queiramos pensar sobre coisas violentas, mas, se você atirar com uma arma, seu ombro recua para trás, porque o momento linear é conservado. Existe uma certa quantidade de momento linear (ou de movimento) indo nessa bala, que está muito leve e indo para a frente rápido. Mas vamos fazer outro problema com isso, vamos voltar para esse problema aqui. Então, a quantidade de movimento (ou o momento linear) são conservados. Então, qual é a quantidade de movimento no início do problema? O momento inicial? Então, esse é o momento linear inicial. Inicialmente, a massa é 50 kg, certo? Porque ela e a bola, combinadas, pesam 50 kg. Vezes a velocidade: a velocidade, nesse caso, é zero. Então, inicialmente, existe zero de velocidade no sistema. Portanto, o momento linear ou a quantidade de movimento é zero. O "P" inicial é igual a zero. E, quando começamos com um momento linear resultante zero, temos que terminar com um momento linear resultante, também, de zero. Então, qual é o momento linear mais tarde? Temos uma bola se movendo a 35 m/s e a bola tem uma massa de 0,15 kg. Eu vou ignorar as unidades por enquanto, só para economizar espaço. Vezes a velocidade da bola. 35 m/s, então, esse é o momento linear da bola, mais o novo momento linear da patinadora. Então, qual é a massa dela? Bem, sua massa vai ser 50 menos isso. Na verdade, não vai importar muito, mas vamos dizer que seja 49, que é isso, 49,85 kg. Vezes sua nova velocidade. Vamos dizer que essa é a velocidade da patinadora. Deixe-me pegar a minha calculadora de confiança. Ok, vamos ver então. 0,15 vezes 35... é igual a 5,25. Assim, isso é igual a 5,25. Mais 49,85, vezes a velocidade da patinadora. Vamos, subtrair os 5,25 de ambos os lados e, em seguida, a equação se torna -5,25, que é igual a 49,85, vezes a velocidade da patinadora. Essencialmente, estamos dizendo que o momento linear somente da bola é de 5,25. Uma vez que o sistema combinado tem que ter um momento linear resultante de zero, estamos dizendo que o momento linear da patinadora tem que ser 5,25 na outra direção, indo para trás, ou tem um momento linear de -5,25. E para descobrir a velocidade, nós apenas dividimos o seu momento linear pela sua massa. Dividimos ambos os lados por 49,85 e você obtém a velocidade da patinadora. Então, vamos ver... Vamos fazer esse número negativo dividido por 49,85... Igual a -0,105. Então, -0,105 m/s. Isso é interessante. Quando ela joga essa bola para a frente a 35 m/s, o que é bem rápido, ela vai recuar em aproximadamente 10 cm/s. Ela vai recuar muito mais devagar, embora ela se mova para trás. E, se pensar sobre isso, essa é uma forma de propulsão. É assim que os foguetes funcionam. Eles ejetam alguma coisa que, talvez, tenha menos massa, mas super rápido. E isso, já que temos uma conservação do momento linear, faz o foguete se mover na outra direção. Enfim, vamos ver se conseguimos encaixar um outro problema. Na verdade, provavelmente é melhor eu deixar esse problema resolvido, então terei mais tempo para o próximo problema. Será ligeiramente mais difícil. Vejo você em breve!