Question

3 - (PUC-Rio/2009) Um astronauta flutuando no espaço lança horizontalmente um objeto de massa m = 5 kg com velocidade de 20 m/s, em relação ao espaço. Se a massa do astronauta é de 120 kg, e sua velocidade final horizontal v = 15 m/s está na mesma direção e sentido do movimento da massa m, determine a velocidade do astronauta antes de lançar o objeto.

Answer 1

Primeiro tira-se os dados da questão:

Astronauta (m1 e v1)
m1 = 120kg
vf1= 15m/s
vi1= ?

Objeto (m2 e v2)
m2= 5kg
vf2= 20m/s
vi2 = vi1

-------------> Porque vi1 e vi2 são iguais? Porque supõe-se, para resolver o exercício, que eles se encontram no espaço com mesma velocidade.

--------------> Consideremos também que movimento para esquerda é negativo e para a direita positivo.

A fórmula que será realizada é a de quantidade de movimento:
 Δp = 0
--------------> é zero pois é um sistema, não há forças contrárias ou a favor do movimento além das citadas no enunciado.
    Δp = Δp1 + Δp2               Δp= variação de posição            Δp = m . v

Assim:
 m1 . (vf1 - vi1) + m2 . (vf2 - vi2) = 0
120 . (15 - vi1) + 5 . (20 - vi2) = 0

 Porém vimos no começo que:                
 vi1 e vi2 são iguais.

Então = 
120. 15 - 120v + 100 - 5v = 0
1800 +100 = 125v
1900 = 125v
v = 15,2 m/s