Question

(UFU-2004) No laboratório de Física Experimental, um grupo de alunos realizou um experimento de cinemática. Inicialmente eles determinaram a velocidade média de descida de uma esfera de metal, imersa em um tubo transparente de 96 cm de comprimento, contendo glicerina e inclinado de 40 graus, conforme figura 1. Após a realização de várias medidas, os alunos verificaram que, em média, a esfera percorria o comprimento do tubo (96 cm) em 12 s. Em seguida, os alunos realizaram outro experimento com uma pequena bolha de ar na glicerina, conforme figura 2. Ao determinar o tempo médio de subida da bolha, para a mesma inclinação de 40 graus do tubo, eles obtiveram um tempo médio de 8 s para que a bolha percorresse os 96 cm. Por último, os alunos colocaram a esfera de metal utilizada na primeira parte do experimento no tubo que continha a bolha de ar, conforme figura 3. Em seguida, colocaram o tubo inclinado de 40 graus e determinaram o instante em que a bolha de ar encontrava-se com a esfera.Qual foi esse instante?

Answer 1

Olá :) Aí está a resposta. Bons estudos ;)

Fórmula da velocidade: V = ΔS/ΔΤ
ΔS => Distância
ΔT => Tempo

Velocidade da esfera de metal:
V = ΔS/ΔΤ

V = 96/12

V = 8 cm/s

Velocidade da bolha de ar:
V = ΔS/ΔT
V = 96/8
V = 12 cm/s

Equação da posição em função do tempo:

S = So + V.t

S => Posicão final
So => Posição inicial
V => Velocidade
T => Tempo

Equação da esfera de metal:
S = So + V.t

So = 0

V = 8 cm/s

S = 0 + 8.t

S = 8.t

Equação da bolha de ar:
S = So + V.t

So = 96

Note que a bolha de ar se locomove em direção à origem (0) logo sua velocidade será negativa

V = -12 cm/s

S = 96 - 12.t

Quando dois corpos se encontram a posição deles é a mesma, portanto igualaremos as equações.

96 - 12.t = 8.t

96 = 12t + 8t

96 = 20t

96/20 = t

4,8 segundos = t