Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 11.1 - Ex. 8
A uma profundidade igual à metade do raio da Terra, a aceleração da gravidade vale cerca de:
- Não se pode determinar a resposta com os dados fornecidos.
Passo 1
Fala! Ele quer uma relação entre a gravidade na superfície da Terra e a gravidade numa profundidade na metade do raio do planeta.
Podemos aproximar a Terra por uma esfera maciça. Na superfície da esfera, o campo gravitacional tem essa expressão
Sendo a massa da Terra toda e o raio da Terra. é a constante gravitacional. Quando a gente quer olhar para dentro da Terra, ou seja, dentro da esfera, como o nosso caso, a ideia é usar outra expressão, essa
Sendo que é distância de onde queremos a gravidade até o centro da esfera. continua sendo a massa da Terra toda e o raio da Terra.
A ideia é usar essas duas fórmulinhas para achar a relação entre na superfície da Terra e a do centro da Terra
Passo 2
Vamos calcular :
Estamos na metade do raio da Terra. Para esse ponto a distância do centro é
Substituindo isso na expressão para o campo gravitacional dentro da esfera
Passo 3
Agora a gente compara esse valor com .
A aceleração na superfície é:
Calculando a razão entre essa expressão e a expressão que achamos para , temos:
Simplificando
Achamos a relação entre as duas. Nossa resposta é a letra c 😊
Resposta
Letra (c).