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Enunciado

Física - Alaor Chaves- Ed: 1º - Capítulo 7.Exercícios e Problemas - Ex. 17

Um foguete ejeta gás à taxa R = 10,0   k g / s e velocidade relativa u = 3   000   m / s . A) Qual é o empuxo sobre o foguete? Se o foguete é lançado verticalmente com velocidade inicial nula e massa inicial m 0 = 5   000   k g . B) Qual é a aceleração inicial do foguete? C) Qual é a velocidade do foguete 60   s após o lançamento? Despreze a gravidade.

Passo 1

Olá pessoal, tudo certo com vocês? Espero que sim 😊. Nessa questão vamos entender mais sobre foguetes.

Para resolvermos o item A) devemos lembrar da equação do empuxo de um foguete, ela é dada por:

E = u R

Desse modo, a questão já nos oferece os dados, logo:

E = 3000 ∙ 10

E = 30   k N

Passo 2

Para resolvermos o item B) devemos lembrar que a força que o gás ejetado faz sobre o foguete é:

F =   - u R

E como a força é a massa do foguete vezes a aceleração, na posição inicial vamos ter que:

m 0 ∙ a = u R

a = u R m 0

Assim,

a = 30   000 5   000 = 6   m / s 2

Passo 3

Se observamos a equação que descreve a velocidade de um foguete:

v f = v 0 + u l n m 0 m 0 - R t

E aplicamos os valores correspondestes, teremos:

v f = 0 + 3000 ln ⁡ 5   000 5   000 - 10 ∙ 60

v f = 384   m / s

Resposta

A )   E = 30   k N

B )   a = 6   m / s 2

C )   v f = 384   m / s

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