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Enunciado

Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 8.1 - Ex. 10

O motor de um sistema de manobra orbital em um ônibus espacial exerce uma força igual a 26700   N j ^ durante 3,90   s , ejetando uma quantidade de massa de combustível desprezível em relação à massa de 95000   k g do ônibus espacial.

a) Qual é o impulso da força durante 3,90   s ?

b) Qual é a variação do momento linear do ônibus espacial referente a esse impulso?

c) Qual é a variação da velocidade do ônibus espacial referente a esse impulso?

d) Por que não podemos calcular a variação da energia cinética do ônibus espacial?

Passo 1

  1. O impulso é o produto da força média aplicada pelo tempo de contato. E o impulso vai ser apenas na direção de y pois a força possui apenas componente y :

    2. I y = F m Δ t = 26700 . 3,9 = 1,04 × 10 5 N . s

    Passo 2

  2. Sabemos que o impulso sobre um corpo é a variação de momento linear que ele sofre, então:

    3. I y = Δ p y = 1,04 × 10 5 k g   m / s

    Passo 3

  3. Como sabemos a variação de momento linear, podemos dividir esse valor pela massa e achar a variação da velocidade:

    4. Δ p y = m Δ v y

    Δ v y = Δ p y m = 1,04 × 10 5 95000 = 1,09 m / s

    Passo 4

  4. Porque a variação da energia cinética envolve a variação do quadrado das velocidades e temos que:

A 2 - B 2 ≠ A - B 2

E como não temos as velocidades individuais e sim sua variação, não podemos calcular a variação da energia cinética.

Resposta

a ) 1,04 × 10 5 N . s

b ) 1,04 × 10 5 k g   m / s

c ) 1,09 m / s

d ) A 2 - B 2 ≠ A - B 2

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