Uma nave espacial feira de alumínio descreve uma trajetória circular em torno da Terra com uma velocidade de 7700 m/s. a) Determine a razão entre sua energia cinética e a energia necessária paraelevar sua temperatura de até . (O ponto de fusão do alumínio é igual a . Suponha que o calor especifico seja constante e igual a .) b) Com base na sua resposta, discuta o que ocorre quando uma nave espacial tripulada reentra na atmosfera terrestre.
Passo 1
Vamos calcular . Não conhecemos a massa da espaçonave, mas ela se divide da proporção.
A energia cinética é
O calor necessário para elevar sua temperatura em (mas não para derreter) é
Passo 2
A proporção é:
Passo 3
O calor gerado quando o trabalho de atrito (devido à força de atrito exercida pelo ar) remove a energia cinética da sonda durante a reentrada é muito grande e pode derreter a sonda. Veículos espaciais tripulados deve ter escudos térmicos feitos com materiais de temperatura de fusão muito alta e a reentrada deve ser feita lentamente.