Um piloto de caça deseja acelerar desde a posição de repouso a uma aceleração constante de 5 g para atingir Mach 3 (três vezes a velocidade do som) o mais rápido possível. Os testes experimentais revelam que ele desmaiará se essa aceleração for mantida por mais de 5,0   s . Considere que a velocidade do som é de 331   m / s . (a) O período de aceleração durará tempo suficiente para fazer com que ele desmaie? (b) Qual é a maior velocidade que ele poderá atingir com uma aceleração de 5 g antes de desmaiar?

Passo 1

E aiii galera!

Tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha?

Bom... o enunciado nos diz que um piloto de caça deseja acelerar desde a posição de repouso a uma aceleração constante de 5 g para atingir Mach 3 (três vezes a velocidade do som) o mais rápido possível.

Os testes experimentais revelam que ele desmaiará se essa aceleração for mantida por mais de 5,0   s .

Considere que a velocidade do som é de 331   m / s .

Queremos (a) encontrar o tempo para atingir a velocidade do som com uma aceleração de 5 g , e em (b) encontrar sua velocidade ao final de 5.0   s se ele tiver uma aceleração de 5 g .

Aqui a gente vai usar a equação da velocidade:

v x = y x + a x t

Onde v x é a velocidade, y x é a distância, a é a aceleração e t é o tempo.

Passo 2

Seja x em sua direção de movimento e assuma a aceleração constante de 5g, então as equações cinemáticas se aplicam:

v x = y x + a x t

Onde:

v x = 3 331 m s = 993 m s

v 0 x = 0

a x = 5 g = 49.0 m s 2

t = 5.0 s

Agora é só substituir!! 😉

Passo 3

Letra a:

v x = v 0 x + a t

t = v x - v 0 x a x = 993 m s - 0 49.0 m s 2 = 20.3 s

Sim, o tempo necessário é maior que 5.0s.

Passo 4

Letra b:

v x = v 0 x + a x t

v x = 0 + 49.0 m s 2 5.0 s

v x = 245 m s

Em 5.0 s , ele pode atingir apenas 2 / 3 da velocidade do som sem desmaiar.

Resposta

  1. 20.3 s
  2. 245 m s
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