Física I ⇒ Mov. relativo - H. Moysés, duvida conceitual Tópico resolvido

[4N73N0R]

"Um trem viaja para o norte a 120 km/h. A fumaça da locomotiva forma uma trilha que se estende numa direção de 14 graus ao leste da direção sul, com o vento soprando ao oeste. Qual é a velocidade do vento?"
GABARITO: 29,9Km/h
Resolvi a questão considerando que a fumaça tinha a componente vertical de seu velocidade com o mesmo módulo da velocidade do trem, mas em sentido oposto...o resultado foi o do gabarito.
Mas aí pensei...como nesse tipo de questão a resistência do ar é desprezada, não deveria a fumaça se acumular em um cilindro paralelo a chaminé do trem, pois ela teria duas componentes, a velocidade do trem no sentido norte, por ter saido dele, o a velocidade do vento no sentido leste.
Pois, se não tem resistência do ar, creio que a fumaça não deveria ser "empurrada" para trás, em relação a chaminé do trem. Ela deveria manter a componente vertical da velocidade que possuía ao sair da chaminé do trem, que é a própria velocidade do trem, assim, não formando uma trilha.
E se, de alguma maneira, ela for empurrada para trás, por que haveria de ser com velocidade de módulo igual ao do trem, mas de sentido oposto?
Grato desde já!

[Brunoranery]

Como ele fala que deixa uma trilha, vemos que é algo fixo, logo temos que ter velocidade nula em ambas as direções.

Como calculamos? A velocidade vertical da fumaça depois de um tempo é nula, pois ela é deixada como uma trilha. Como ela estava no trem inicialmente e foi abandonada, por inércia, sua velocidade pro norte é a mesma do trem. Como a fumaça parou, temos que ter uma componente vertical oposta ao sentido do trem com a mesma intensidade. Logo, há sim resistência do ar, pois assim a fumaça acompanharia o trem eternamente. Isso ocorre, mas porque o trem sempre libera mais fumaça e deixa o rastro. Assim, a velocidade Norte da componente horizontal tem que equilibrar com a sul, que é a Vy da fumaça. Vy = VCos θ, enquanto a velocidade do vento, que sopra a oeste tem que ser igual a Vx = VSen θ.

[4N73N0R]

Acho que essa coisa de sempre ignorar as resistências e atritos acaba viciando e faz problemas simples ficarem, por vezes, sem sentido, como este. Pensei que o exercício estivesse mal elaborado, mas, parando para pensar, se a questão diz que existe um rastro de fumaça, é por que realmente alguma coisa para o seu movimento, deixando implicito a resistência do ar.
O que está mal elaborado, então, é o modos operandi do meu raciocínio nesse caso =S.
Muito obrigado pelo esclarecimento! =)