Um pequeno motor de foguete é utilizado para acionar um dispositivo a “jato portátil” destinado a elevar um só astronauta acima da superfície da Lua. O motor do foguete produz um jato uniforme com velocidade constante, . O impulso é alterado pela mudança do tamanho do jato. A massa total inicial, a do astronauta e a do aparelho, vale , dos quais são de combustível para o motor do foguete. Encontre (a) a vazão mássica de exaustão requerida para iniciar o voo, (b) a vazão mássica no momento que o combustível e o oxigênio tiverem se esgotado e (c) o tempo máximo previsto de voo. Note que a aceleração da gravidade da Lua é cerca de da terrestre.

Pelas considerações feitas no passo 1, utilizaremos a seguinte equação da quantidade de movimento:

Como estamos analisando um sistema , temos:

Não há resistência ne força de campo, então, :

Não temos a variação das propriedades com o tempo, então:

Assim:

Então:

Letra a)

Encontre a vazão mássica de exaustão requerida para iniciar o voo.

Sendo:

;

;

.

Temos:

Letra b)

Encontre a vazão mássica no momento que o combustível e o oxigênio tiverem se esgotado.

Sendo:

;

;

.

Temos:

Letra c)

Encontre o tempo máximo previsto de voo.

Temos que , então:

Integrando e isolando :

Sendo:

;

;

;

.

Temos: