Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 8.6 - Ex. 56
Um pequeno foguete queima de combustível por segundo, expelindo-o como um gás cuja velocidade em relação ao foguete possui módulo igual a .
a) Qual é a força de propulsão sobre o foguete?
b) O foguete poderia se deslocar no espaço sideral, onde não existe atmosfera? Em caso afirmativo, como você faria para mudar a direção do movimento? Você poderia frear o foguete?
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente encontrar a força de propulsão sobre o foguete e avalisar se ele poderia se deslocar no espaço sidera, sem atmosfera, mudando a direção do vento ou freando o foguete.
De acordo com a seção do Young, a equação responsável pelo cálculo da força de propulsão de um líquido sobre um foguete é a seguinte:
No qual:
módulo da velocidade de exaustão do líquido ou gás;
taxa de variação referente à perca de massa do foguete.
Então, basta substituir os dados nessa fórmula para obter a força requerida, depois vamos avaliar as situações dadas para verificar se é possível.
Vamos lá!
Passo 2
a) De acordo com o enunciado, temos que:
Aqui vale ressaltar que esse sinal de negativo aparece porque o foguete está perdendo massa enquanto sobe, beleza? Sendo assim, se substituirmos os valores que nos foi dado pelo enunciado na equação do passo , teremos o seguinte:
Passo 3
(b) A ausência de atmosfera não impediria a operação do foguete, porque o foguete poderia ser dirigido ejetando o gás em uma direção com uma componente perpendicular à velocidade do foguete e ser freado ejetando-o em uma direção paralela à velocidade do foguete.
Isso ocorre porque o empuxo depende da velocidade do gás ejetado em relação ao foguete e da massa do gás ejetado por segundo.
Valeu, galera! Até a próxima! 😉