Um astronauta em Marte sofre com uma aceleração da gravidade igual a , enquanto pula a uma altura igual a , ele adquire uma energia potencial gravitacional . Qual deveria ser a altura do pulo dele na Terra para que atingisse a mesma energia ?
Dado: Aceleração da gravidade na Terra igual a .
Passo 1
Você lembra que a energia potencial gravitacional era descrita pela equação:
Ou seja, dependia da massa , da aceleração da gravidade que é a mesma para todos os seres do planeta e da altura que esse corpo está.
Passo 2
Vamos começar pensando nos dados de quando o astronauta pula em Marte!
O enunciado nos disse que a aceleração da gravidade em Marte é igual a:
E o pulo chega a uma altura:
Logo, substituindo esses valores na energia potencial gravitacional:
Chegaremos no valor de que é dado no enunciado:
Percebe que não sabemos a massa do astronauta, não se preocupe, vamos ver o que faremos com ela depois.
Passo 3
Agora que já calculamos esse pulo em Marte, vamos calcular na Terra!
A aceleração da gravidade na superfície da Terra é:
E para a Terra é só isso mesmo que sabemos hehe. Então vamos substituir na fórmula da energia potencial
Nós teremos:
Lembra que desejamos que atinjam a mesma energia potencial gravitacional , então vamos igualar a :
Passo 4
Pois bem... Como a energia potencial em Marte e na Terra tem que ser a mesma, então vamos igualar as duas
Veja que temos a massa tanto de um lado da igualdade quanto do outro lado da igualdade, como são iguais, então podemos cortar a massa dos dois lados:
Viu? Nem precisamos da informação da massa 😊
Como queremos saber a que altura o astronauta pula na face da Terra, vamos isolar passando o para o outro lado dividindo
Fazendo o produto entre e , temos:
Então, dividindo por , chegamos a altura:
Não vamos esquecer que a altura é dada em metros.