Enunciado

Um asteroide está em rota de colisão com a Terra. Um astronauta pousa nele para colocar cargas explosivas que vão estourá-lo. A maior parte dos pequenos fragmentos não vai atingir a Terra, e os que cairão na atmosfera produzirão apenas uma linda chuva de meteoros. O astronauta considera que a densidade do asteroide esférico é igual à densidade média da Terra. Para garantir sua pulverização, ele incorpora aos explosivos o combustível do foguete que seria utilizado em sua viagem de volta. Qual raio máximo pode o asteroide ter para que a astronauta seja capaz de deixá-lo completamente apenas saltando para cima? Na Terra, ele pode saltar até uma altura de 0,500   m .

Passo 1

E aiii gente, tudo bem com vocês?

Vamos fazer uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Para seu salto na Terra,

1 2 m v i 2 = m g y f

v i = 2 g y f = 2 9.80 m s 0.500 m = 3.13 m s

Presumimos que ele tenha a mesma velocidade de decolagem no asteroide.:

1 2 m v i 2 - G M A m R A = 0 + 0

A igualdade de densidades entre planeta e asteróide é:

ρ = M T 4 3 π R T 3 = M A 4 3 π R A 3

Então,

M A = R A R T 3 M T

Passo 2

Observe também na superfície da Terra que g = G M T R T 2 .

Combinando todas essas equações, temos:

1 2 v i 2 = G M A R A G M T R T 2 y f = G M T R A 2 R T 3 R A 2 = y f R T = ( 0.500 m ) 6.37 × 10 6 m R A = 1.78 × 10 3 m

Resposta

1.78 × 10 3 m

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