Apesar das tragédias ocorridas com os ônibus espaciais norte americanos Challenger e Columbia, que puseram fim à vida de 14 astronautas, esses veículos reutilizáveis têm sido fundamentais na exploração espacial. Admita que um ônibus espacial com massa igual a 100 t esteja em procedimento de re-entrada na atmosfera, apresentando velocidade de intensidade 10800 km / h em relação à superfície terrestre. Qual a energia cinética desse veículo?

Passo 1

Vamos lá! Temos um exercício que pede para calcular a energia cinética de um ônibus espacial durante a reentrada na atmosfera. O conteúdo principal aqui é a Energia Cinética da física clássica. Para resolver, vamos precisar usar a fórmula da energia cinética e fazer algumas conversões de unidades.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os dados fornecidos:
  • Massa do ônibus espacial: 100 toneladas
  • Velocidade: 10.800 km/h
Precisamos converter essas unidades para o Sistema Internacional para facilitar os cálculos.

Passo 3

Convertendo a massa para quilogramas:
100 toneladas = 100 times 1000 kg = 100.000 kg

Passo 4

Agora, vamos converter a velocidade de km/h para m/s, já que a unidade padrão de velocidade no SI é metros por segundo.
1 km/h = 1000 m3600 s approx 0,27778 m/s
Portanto:
10.800 km/h times 0,27778 m/s por km/h approx 3.000 m/s

Passo 5

Com os valores convertidos, podemos usar a fórmula da energia cinética:
Ec = 12 m v^2
Onde:
  • $ m $ é a massa em kg
  • $ v $ é a velocidade em m/s

Passo 6

Substituindo os valores:
Ec = 12 times 100.000 kg times (3.000 m/s)^2

Passo 7

Calculando o quadrado da velocidade:
(3.000 m/s)^2 = 9.000.000 m^2/s^2

Passo 8

Multiplicando os valores:
Ec = 12 times 100.000 times 9.000.000 = 50.000 times 9.000.000 = 450.000.000.000 J

Resposta

A energia cinética do ônibus espacial é de 4,5 times 10^11 joules.

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