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Enunciado

Física - Curso de Física Básica - Mecânica Volume 1 - 5ª Edição - Herch Moysés Nussenzveig- Ed: 5º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 13

Num lançamento do foguete saturno V ( veja tabela da pg.164) são queimadas 2.100 toneladas de combustível em 2,5 min, gerando um empuxo de 3,4   .   10 7   N . A massa total do foguete com sua carga é de 2800 toneladas. a) Calcule a velocidade de escape do combustível empregado. b) Calcule a aceleração inicial do foguete na rampa de lançamento.

Passo 1

  1. Usando a primeira equação do foguete temos

    2. E = R v e

    Aqui R é a taxa de perda de massa no tempo, u   a velocidade de ejeção do combustível e E o empuxo no foguete.

  • E = 3,4   .   10 7   N
  • R = Δ m Δ t = 2,1   .   10 6   K g 2,5   .     60   s = 1,4   .   10 4   K g / s

v e = E R

= 3,4   .   10 7 1,4   .   10 4

= 2,43   .   10 3   m / s

= 2,43   k m / s

Passo 2

  • Nesse caso também existe a força de aceleração da gravidade para atrapalhar a subida. Usando a segunda lei de Newton

    • F r e s = E - m g = m a

    Isolando a aceleração resultante,

    a = E - m g m

    = 3,4   .   10 7 - 2,8   .   10 6 . 9,8 2,8   .   10 6

    0,656   .   10 7 2,8   .   10 6

    = 2,34   m / s 2

    Resposta

    a ) 2,43   k m / s

    b ) 2,34   m / s 2

    Ver Outros Exercícios desse livro

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