Como medir massa de uma partícula na Terra e no espaço fora da Terra?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a pergunta está nos pedindo. A questão quer saber como medir a massa de uma partícula tanto na Terra quanto no espaço. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos básicos de física relacionados à massa, força, gravidade e como esses elementos se comportam em diferentes ambientes.
Passo 2
Na Terra, a forma mais comum de medir a massa de uma partícula (ou objeto) é usando uma balança. A balança funciona com base na segunda lei de Newton, que diz que a força (
) é igual à massa (
) multiplicada pela aceleração (
):
Aqui, a força que estamos medindo é o peso da partícula, que na Terra é a força da gravidade agindo sobre ela. A aceleração é a aceleração da gravidade terrestre (
), aproximadamente
.
Passo 3
Então, na Terra, o peso (
) é dado por:
Como a balança mede o peso, podemos reorganizar essa fórmula para encontrar a massa:
Isso significa que, conhecendo o peso da partícula e a aceleração da gravidade, podemos calcular sua massa.
Passo 4
No espaço fora da Terra, as coisas mudam porque a aceleração da gravidade (
) é praticamente zero. Isso significa que o peso da partícula também é praticamente zero, então uma balança tradicional não funcionaria para medir a massa.
Passo 5
Para medir a massa no espaço, usamos a mesma segunda lei de Newton, mas de uma forma diferente. Aplicamos uma força conhecida (
) à partícula e medimos a aceleração resultante (
). A massa é então calculada reorganizando a fórmula:
Esse método permite determinar a massa da partícula sem depender da força gravitacional.
Resposta
Na Terra, a massa de uma partícula é medida usando a relação
com uma balança que mede o peso. No espaço, onde a gravidade é quase inexistente, a massa é determinada aplicando uma força conhecida e medindo a aceleração resultante, utilizando a fórmula
.
Exercícios relacionados
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. No instante em que sua velocidade é de
, um parafuso cai do teto do elevador, que está a
do seu piso. Calcule o tempo que o parafuso gasta para atingir o piso. Calcule seu deslocamento em relação ao solo.
A posição de uma partícula que se desloca ao longo de um eixo x é dada por:
, onde a e b são constantes. Se x for dada em metros e t em segundos, mostre que
deve ser dado em
e que b deve ser dado em
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