Uma nave interestelar tem uma massa de 1,20×10 6k g e está inicialmente em repouso em relação a um sistema estelar. (a) Que aceleração constante é necessária para levar a nave, em 3 dias, até a velocidade de 0,10 c (em que c=3,0×10 8m / s é a velocidade da luz)? (b) Qual é o valor da aceleração em unidades de g ? (c) Que força é necessária para essa aceleração? (d) Se os motores são desligados quando a velocidade de 0,10 c é atingida (fazendo com que a velocidade permaneça constante desse momento em diante), quanto tempo leva a nave (a partir do instante inicial) para viajar 5,0 meses-luz, a distância percorrida pela luz em 5 meses?

a = 115,7m / s 2 (b) a = 11,8g (c) F = 1,4.10 8 (d) 50 meses

Enunciado

Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 5.Problemas Adicionais - Ex. 96

Uma nave interestelar tem uma massa de e está inicialmente em repouso em relação a um sistema estelar. (a) Que aceleração constante é necessária para levar a nave, em dias, até a velocidade de (em que é a velocidade da luz)? (b) Qual é o valor da aceleração em unidades de ? (c) Que força é necessária para essa aceleração? (d) Se os motores são desligados quando a velocidade de é atingida (fazendo com que a velocidade permaneça constante desse momento em diante), quanto tempo leva a nave (a partir do instante inicial) para viajar meses-luz, a distância percorrida pela luz em meses?

Passo 1

Certo, para responder (a) vamos primeiro estabelecer alguns valores. O 0,1c é igual a , três dias nos da exatos . Agora para descobrir a aceleração tudo fica mais fácil, usando apenas a equação da velocidade em função do tempo.

Passo 2

Pensando nessa velocidade como “quantidade de gravidades” como é pedido em (b), apenas dividimos o valor da aceleração pelo valor de “g”.

Passo 3

O cálculo da força se torna bem simples ao saberemos a aceleração e a massa. A alternativa (c) pode ser respondida dessa maneira:

Passo 4

Bom, em (d) vamos pensar no valor da velocidade. Ele é um décimo da velocidade da luz, certo? Então tudo que a velocidade da luz percorrer por um tempo, a nave levaria 10 vezes mais. Assim, para percorrer 5 meses-luz, a nave levaria 50 meses.

Resposta

(b) (c) (d) 50 meses

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