Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Dinâmica: Mecânica para Engenharia - 12ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 12º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 130
130. O segundo estágio B do foguete de dois estágios tem uma massa de 5Mg (vazio) e é lançado a partir do primeiro estágio A com uma velocidade inicial de 600 Km/h. O combustível do segundo estágio tem uma massa de 0,7Mg e é consumido a uma taxa de 4kg/s. Se ele é ejetado do foguete a uma taxa de 3km/s, medida em relação a B, determine a aceleração de B no instante em que o motor é acionado e imediatamente antes de todo o combustível ser consumido. Despreze os efeitos da gravidade e da resistência do ar.
Passo 1
Neste tipo de problema seria importante fazer um esboço da situação que o enunciado descreve para sabermos quais são as forças que estão envolvidas no problema e a partir daí utilizar as equações desenvolvidas ao longo da seção.
Passo 2
Um esboço do que está sendo dito no enunciado pode ser representado por:
Passo 3
A massa do sistema, inicialmente é:
Passo 4
Como trata-se de um sistema que está perdendo massa, podemos aplicar a equação 15.29 e ficamos com:
Imediatamente antes de todo o combustível ser consumido, a massa do sistema será . Aplicando a equação 15.29 nós temos: