Uma nave espacial cilíndrica, de massa e comprimento , está flutuando no espaço sideral. Seu centro de massa, que podemos tomar como o seu ponto médio, é adotado como origem das coordenadas, com ao longo do eixo do cilindro. (a) no instante , um astronauta dispara uma bala de revólver de massa e velocidade ao longo o eixo, da parede esquerda até a parede direita, onde fica encravada. Calcule a velocidade de recuo da nave espacial. Suponha que , de modo que . (b) Calcule o recuo total da nave, depois eu a bala atingiu a parede direita. Exprima-o em função do momento transportado pela bala, eliminando da expressão a massa . (c) Calcule o deslocamento do centro de massa do sistema devido à transferência da massa da extremidade esquerda para a extremidade direita da nave. (d) Mostre que e explique por que este resultado tinha necessariamente de ser válido. (e) Suponha agora que o astronauta, em lugar de um revólver, dispara um canhão de luz laser. O pulso de radiação laser, de energia , é absorvido na parede ireita, convertendo-se em outras formas de energia (térmica, por exemplo). Sabe-se que a radiação eletromagnética, além de transportar energia , também transporta momento , relacionado com por , onde é a velocidade da luz. Exprima a resposta do item (b) em termos de e , em lugar de . (f) Utilizando os itens c e d, conclua que a qualquer forma de energia deve estar associada uma massa inercial , relacionada com por . Um argumento essencialmente idêntico a este, para ilustrar a inercia da energia, foi formulado por Einstein.

Passo 1

Passo 2

Passo 3

Resposta