Vagão a descarregar

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Metadata

  • CONTEXTO : Primeiro ciclo universitário
  • AREA: Física
  • DISCIPLINA: Mecânica e ondas
  • ANO: 1
  • LINGUA: pt
  • AUTOR: Ana Mourão
  • MATERIA PRINCIPAL: Conservação do Momento Linear
  • DESCRICAO: Vagão a descarregar
  • DIFICULDADE: ***
  • TEMPO MEDIO DE RESOLUCAO: 120 [s]
  • TEMPO MAXIMO DE RESOLUCAO: 600 [s]
  • PALAVRAS CHAVE: Momento, Linear, Conservação, Vagão, massa, variável

Considere um vagão que se desloca sem atrito num carril. O vagão, de massa igual a \(10^4\) kg quando vazio, está carregado com 5 toneladas de arreia e desloca-se inicialmente com uma velocidade de \(3\) m/s. A dada altura a areia começa a escapar por um orifício na base, saindo com velocidade nula relativamente ao vagão. Seleccione a opção que indica a velocidade do vagão no instante em que o último grão de areia caiu do mesmo.


a) A velocidade mantém-se igual a \(3\) m/s.

b) A velocidade é \(\tfrac{2}{3}\) da velocidade inicial pois a massa total do sistema no final, constituído pelo vagão vazio, é igual a \(\tfrac{2}{3}\) da massa do sistema composto por vagão com a areia, no início.

c) A velocidade aumenta para \(\tfrac{3}{2}\) da velocidade inicial, compensando a perda da massa total do sistema.

d) Os dados fornecidos não são suficientes para resolver o problema.