Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo - Ex.
Imagine uma espaçonave prestes a aterrissar na superfície de Calisto, uma das luas de Júpiter. Se o motor fornece uma força para cima (empuxo) de , a espaçonave desce com velocidade constante; se o motor fornece apenas , a espaçonave desce com uma aceleração de . (a) Qual é o peso da espaçonave nas vizinhanças da superfície de Calisto? (b) Qual é a massa da aeronave? (c) Qual é o módulo da aceleração de queda livre próximo à superfície de Calisto?
Passo 1
Para responder a alternativa (a) usaremos um raciocício bem simples. Se pousando com uma força de empuxo de 3260 N a velocidade é constante, entendemos que essa força da nave é totalmente anulada com uma outra no sentido oposto, essa outra força é o seu peso. Isso, por conta da segunda lei de Newton:
Se temos velocidade constante, temos aceleração e, por consequência, uma força nulas. Ok?? Então, a segunda lei ficaria assim:
Onde é o peso da nave.
Logo, o peso da nave é
Passo 2
Em (b) usaremos a segunda situação, em que o motor da nave fornece 2200N, apenas. A segunda lei de Newton fica igual na esquerda, a diferença é que vamos igualar a algo diferente de zero agora. Isso porque a subtração que ocorre entre o peso e o empuxo que resulta nessa aceleração de 0,39 m/s². Dessa forma:
Substituindo os valores:
Isolando a massa:
Passo 3
Bom, a aceleração em queda livre é, basicamente, a gravidade do lugar.
Temos o peso e temos a massa, para descobrirmos a gravidade em (c) fica bem fácil, pois só teremos a força peso agindo na máquina. Pela segunda lei de Newton:
Substituindo os valores:
Isolando :
Resposta
- (b) (c)