Enunciado
Física - Serway e Jewett - Física para cientistas e engenheiros - Vol1 - Ed: 1º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 61
Como um astronauta, você observa que um pequeno planeta é esférico. Após o pouso no planeta, você partiu, andando sempre em frente, e se encontra retornando à sua nave do lado oposto depois de completar uma volta de . Você segura um martelo e uma pena de falcão a uma altura de , solta os dois, e observa que ambos caem junto à superfície em . Determine a massa do planeta.
Passo 1
Vem comigo que a gente resolve essa juntos!
Para encontrarmos a massa do planeta vamos usar o seguinte:
Mas para isso temos que conhecer e . O enunciado diz que o astronauta percorre até completar a volta no planeta, como o planeta é esférico ele percorre o perímetro de um círculo, assim:
O valor de podemos encontrar usando a cinemática ao nosso favor, já que o astronauta faz um experimento no planeta. A distância percorrida pelo martelo e pela pena até o chão partindo do repouso, é dada por:
A partir disso podemos isolar e calcular seu valor.
Vamos nessa então!
Passo 2
Vamos primeiro encontrar , temos:
Passo 3
Agora vamos encontrar , temos:
Substituindo o que temos, ficamos com:
Passo 4
Agora vamos atrás da massa do planeta, temos:
Substituindo os valores conhecidos, temos: