Polícia Civil (PC RR)/Física/"Provas Suspensas"
Um trem está se movendo com velocidade de 50 m/s para o norte em uma ferrovia. Um passageiro no trem caminha até o banheiro com velocidade de 1 m/s no mesmo sentido que o trem. Qual é a velocidade do passageiro em relação ao trem?
Nessa questão é necessário lembrarmos da 1 Lei de Newton: “Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele.”
O trem está em movimento retilínio uniforme(velocidade constante), e como o passageiro está dentro do trem, então ele está com a mesma velocidade do trem, certo?
Logo, o trem em relação ao passageiro está em repouso e o passageiro em relação ao trem também está em repouso.
Agora, partindo de que ambos estão em repouso entre si, quando o passageiro caminha, no mesmo sentido que o trem, até o banheiro com velocidade de 1m/s, essa também será a velocidade relativa entre o passageiro e o trem, uma vez que eles estão em repouso entre si.
Boa noite Débora. Vamos lá:
O referencial TREM é inercial. Logo, a velocidade do passageiro em relação ao trem é 1 m/s.
Se fosse em sentido contrário, também seria 1 m/s.
Em relação a um observador no solo, seria 50 + 1 = 51 m/s.
Num referencial INERCIAL (primeira lei de Newton) que se move um em relação ao outro com velocidade constante, estar em repouso ou em movimento retilineo uniforme é a mesma coisa. Se você "tapar os seus olhos" você não tem como dizer se o trem está em movimento ou em repouso.
Sucesso!!!
Velocidade do trem:
Velocidade do passageiro em relação ao trem:
Para resolver o problema, precisamos escolher um sistema de referência. Vamos considerar dois sistemas de referência principais:
Sistema de referência do solo (terreno): Este é o sistema de referência que está fixo na Terra. É a partir deste sistema que medimos a velocidade do trem inicialmente.
Sistema de referência do trem: Este é o sistema de referência que está se movendo junto com o trem. Nele, o trem é considerado em repouso, e observamos o movimento do passageiro em relação a ele.
Para encontrar a velocidade do passageiro em relação ao solo (ou terreno), podemos usar o conceito de velocidade relativa. A velocidade relativa é a velocidade de um objeto em relação a outro objeto em movimento.
Para encontrar a velocidade do passageiro em relação ao solo, somamos a velocidade do passageiro em relação ao trem com a velocidade do trem em relação ao solo, já que ambos estão se movendo na mesma direção (norte):
Vpassageiro/solo=Vtrem/solo+Vpassageiro/trem
Substituindo os valores:
A velocidade do passageiro em relação ao trem é de 1 m/s. No entanto, em relação ao solo, a velocidade do passageiro é de 51 m/s para o norte, somando a sua velocidade à do trem.
VELOCIDADE RELATIVA = velocidade de um objeto em relação à outro.
Tendo em vista que o trem se move com velocidade constante para o norte de 50m/s, o passageiro, estando dentro do trem, possui a mesma velocidade em relação ao solo.
Quando o mesmo caminha na mesma direação, dentro do trem, sua velocidade pode ser obtida da seguinte forma:
Vpassageiro + Vcaminhada = 50 + 1 = 51m/s
Portanto, a velocidade relativa do passageiro em relação ao trem configura-se da seguinte forma:
Vt (velocidade total do passageiro) - Vtrem = 51 - 50 = 1m/s.
Espero ter ajudado!!!
A velocidade do passageiro em relação ao trem é a diferença entre a velocidade do passageiro em relação ao solo e a velocidade do trem em relação ao solo.
Dadas as velocidades:
A velocidade do passageiro em relação ao trem (vpassageiro/tremv_{passageiro/trem}) é calculada por: vpassageiro/trem=vpassageiro?vtremv_{passageiro/trem} = v_{passageiro} - v_{trem}
Substituindo os valores: vpassageiro/trem=1 m/s?50 m/sv_{passageiro/trem} = 1 \text{ m/s} - 50 \text{ m/s}
vpassageiro/trem=?49 m/sv_{passageiro/trem} = -49 \text{ m/s}
Portanto, a velocidade do passageiro em relação ao trem é ?49 m/s\boxed{-49 \text{ m/s}} para o sul (oposto ao sentido do movimento do trem).
O trem está se movendo a 50 m/s para o norte. Um passageiro está caminhando a 1 m/s para o norte dentro do trem. A velocidade do passageiro em relação ao solo é a soma das duas velocidades, pois ambas estão na mesma direção.
Então:
Velocidade do trem em relação ao solo:
Velocidade do passageiro em relação ao trem:
Para encontrar a velocidade do passageiro em relação ao solo (v_passageiro_solo), somamos as duas velocidades:
Substituindo os valores:
=
Agora, a questão pede a velocidade do passageiro em relação ao trem, e não ao solo. Como o passageiro se move 1 m/s no mesmo sentido que o trem:
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