O iate solar Diana foi projetado para velejar pelo sistema solar, usando a pressão da luz solar, tem uma vela cuja área é igual a
e massa de 900 kg . Próximo da órbita da Terra, o Sol pode exercer uma força devida à radiação de 20 N sobre a vela. (a) Que aceleração essa força imprimiria ao artefato ? (b) Uma pequena aceleração pode produzir grandes efeitos se agir continuamente por um longo tempo. Assim, partindo do repouso, qual a distância que seria percorrida por este iate em um dia ? © qual seria a sua velocidade ?
(resposta: (a)
(b)
; ©
.)
(resposta: (a)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o iate solar Diana. A gente vai trabalhar com conceitos de força, aceleração, movimento uniformemente acelerado e velocidade. Vamos precisar usar a segunda lei de Newton para achar a aceleração, fórmulas de cinemática para a distância e velocidade.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a aceleração que a força solar de 20 N vai imprimir no iate. Para isso, usamos a segunda lei de Newton:
Queremos encontrar
, então rearranjamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular a distância que o iate vai percorrer em um dia começando do repouso com essa aceleração constante. Aqui, usamos a fórmula do movimento uniformemente acelerado:
Primeiro, precisamos converter um dia para segundos:
Substituindo na fórmula:
Calculando:
Passo 4
Por último, vamos achar a velocidade atingida pelo iate após um dia. Ainda usando o movimento uniformemente acelerado, a fórmula para a velocidade final é:
Substituindo os valores:
Resposta
(a)
;
(b) ;
© .
(b)
©