Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 72
A Colisão da Genesis. Quando a cápsula de 210 kg da Missão Genesis colidiu com a superfície terrestre a uma velocidade de 311 km/h, ela penetrou 81,0 cm no solo do deserto. Supondo uma aceleração constante durante a colisão, qual a taxa média com que a cápsula realizou trabalho sobre o deserto?
Passo 1
Vamos traçar o caminho que percorreremos para encontrar a resposta! Primeiramente usaremos a equação de Torricelli para achar a aceleração, uma vez que temos o espaço, a velocidade inicial e a velocidade final será zero.
Posteriormente usaremos a segunda lei de Newton, já conhecendo a aceleração através do calculo acima, para determinamos a força.
Tendo encontrado a força usaremos a definição básica de trabalho:
Estamos quase acabando, calma. Antes de encontrarmos a potencia e finalizar o problema devemos achar o tempo. Podemos usar duas das relações cinemáticas básicas:
ou
Fica a seu critério de escolha, as duas trarão o mesmo resultado. Aqui nós usaremos a da aceleração. E finalmente, usaremos a definição de potencia para finalizar a questão e sermos felizes.
Dá um trabalhinho, mas é bem simples não é mesmo? Então vamos calcular!
Passo 2
Calculando...
Começamos calculando a aceleração:
Não se esqueça de sempre fazer a transformação para o Sistema Internacional!
Com o valor da aceleração encontramos a força:
Tendo no cálculo anterior encontrado a força e tendo o deslocamento, calculamos o trabalho:
Antes de chegarmos a potência, calcularemos o tempo:
E por fim, encontramos a potencia pelo calculo do trabalho e tempo:
Resposta
Resposta: A potência tem valor de 4,18.107 watts.