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Enunciado

Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 55

Uma catapulta lança um foguete de teste verticalmente para cima de um poço, dando ao foguete uma velocidade inicial de 80,0   m / s no nível do solo. Os motores são ligados, e o foguete acelera para cima a 4,00   m / s 2 até atingir uma altitude de 1000   m . Nesse ponto, os motores falham e o foguete entra em queda livre, com aceleração de – 9,80   m / s 2 .

a) Por qual intervalo de tempo o foguete está em movimento acima do chão?

b) Qual é sua altitude máxima?

c) Qual é sua velocidade imediatamente antes de atingir o chão? (Você precisa considerar os movimentos enquanto o motor funciona e em queda livre separadamente.)

Passo 1

E aiii gente, tudo bem com vocês?

Vamos fazer uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Seja o ponto 0 no nível do solo e o ponto 1 no final da queima do motor. Seja ponto 2 o mais alto que o foguete atinge e ponto 3 logo antes do impacto. Os dados na tabela abaixo são encontrados para cada fase do movimento do foguete.

De (0 até 1):

v f 2 - ( 80.0 m / s ) 2 = 2 4.00 m s 2 ( 1000 m )

Então,

v f = 120 m s

120 m s = 80.0 m s + 4.00 m s 2 t

t = 10.0 s

De (1 até 2):

0 - ( 120 m / s ) 2 = 2 - 9.80 m s 2 x f - x i

y f - y i = 735 m

0 - 120 m s = - 9.80 m s 2 t

t = 12.2 s

Este é o momento da altura máxima do foguete.

De (2 até 3):

v f 2 - 0 = 2 - 9.80 m s 2 - 1735 m

v f = - 184 m / s

v f = - 184 m s = - 9.80 m s 2 t

t = 18.8 s

Passo 2

Letra a:

t total  = 10 s + 12.2 s + 18.8 s = 41.0 s

Passo 3

Letra b:

y f - y i total  = 1.73 k m

Passo 4

Letra c:

v final  = - 184 m s

Resposta

  1. 41.0 s
  2. 1.73 k m
  3. - 184 m s
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