13 - Tempestades solares são causadas por um fluxo intenso de partículas de altas energias ejetadas pelo Sol durante erupções solares. Esses jatos de partículas podem transportar bilhões de toneladas de gás eletrizado em altas velocidades, que podem trazer riscos de danos aos satélites em torno da Terra. Considere que, em uma erupção solar em particular, um conjunto de partículas de massa total m p = 5 k g , deslocando-se com velocidade de módulo v p = 2 × 10 5   m / s , choca-se com um satélite de massa M s =   95   k g que se desloca com velocidade de módulo igual a V s =   4 x 10 3   m / s na mesma direção e em sentido contrário ao das partículas. Se a massa de partículas adere ao satélite após a colisão, o módulo da velocidade final do conjunto será de

A) 10,2 × 10 ⁴   m / s .

B) 1,4 × 10 ⁴   m / s .

C) 8,4 × 10 ³   m / s

D) 6,2 × 10 ³   m / s .

E) 3,9 × 10 ³   m / s .

Passo 1

Ora, como as partículas se aderem ao satélite, a colisão é não elástica, mas mesmo assim a quantidade de movimento deve se conservar (a energia não, mas isso nem vem ao caso). Pela conservação de movimento...

Q i = Q f   →

A quantidade de movimento inicial do sistema é a quantidade de movimento dos dois corpos (as partículas e o satélite):

Q i = m p ⋅ v p + M p - V s

Esse menos aí é só para indicar que o satélite vem em sentido oposto às partículas. A quantidade de movimento final vai ser...

Q f = m p + M s V c

Onde V c é a velocidade do conjunto!

Passo 2

Substituindo então na conservação...

m p ⋅ v p + M p - V s = m p + M s V c →

E isolando V c ...

V c = m p ⋅ v p + M p - V s m p + M s →

V c = 5 ⋅ 2 × 10 5 + 95 - 4 × 10 3   5 + 95 →

6,2 × 10 3   m / s

Resposta

Letra D.

Exercícios de Livros Relacionados

Dois veículos espaciais em órbita estão acoplados. A massa de um deles é de 1000 Kg e a do outro de 2000 Kg. Para separá-los, é denotada entre os dois uma pequena carga explosiva, que comunica uma ene
Vários pesquisadores em ensino de física alegam que parte da origem das concepções alternativas entre os estudantes são os efeitos especiais que eles veem em desenhos animados e em filmes. Usando a co
Uma espaçonave é separada em duas partes pela detonação dos rebites explosivos que as mantêm unidas. As massas das partes são 1200k g e 1800k g ; o módulo do impulso que a explosão dos rebites exerce
"Relativamente" é uma palavra importante. Na Fig. 9-72, o bloco E de massa m e =1,00k g e o bloco D de massa m D=0,500k g são mantidos no lugar com uma mola comprimida entre os dois blocos . Quando os
Um certo núcleo radioativo (pai) se transforma em um núcleo diferente (filho) emitindo um elétron e um neutrino. O núcleo pai estava em repouso na origem de um sistema de coordenadas x y . O elétron s