Exercício 9.3 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2023

Uma esquiadora (e) desliza ao longo de uma encosta gelada. No instante em que a esquiadora passa na posição A, um trenó (t), inicialmente em repouso, desprende-se de uma encosta do lado oposto, tal como se representa na Figura 8, que não está à escala. Os dois corpos, após a descida das encostas, passam a mover-se no plano horizontal.

Admita que:

ambos os corpos percorrem $50{,}0\text{ m}$ nas vertentes inclinadas das encostas;

$m_{\text{esquiadora}} = 3\,m_{\text{trenó}}$;

os dois corpos descrevem sempre trajetórias retilíneas;

o atrito e a resistência do ar são desprezáveis;

a esquiadora e o trenó podem ser representados pelos seus centros de massa, segundo o modelo da partícula material;

o troço horizontal BC é o nível de referência da energia potencial gravítica.

9.3. Após o percurso $\text{AB}$, a esquiadora, no plano horizontal, cruza-se com o trenó, deslocando-se ambos com velocidades de igual módulo.

Determine o módulo da velocidade da esquiadora no instante em que o trenó se desprende.

Apresente todos os cálculos efetuados.