UFF, Sem Campus, Física 1, Listas de Física 1 - Profº Marcos Sergio - Lista 1, Questão 7
Um foguete é lançado diretamente para cima com aceleração constante. Quatro segundos após o lançamento, um parafuso desprende-se da fuselagem lateral do foguete. O parafuso chega ao solo após desprender-se do foguete. Qual é a aceleração do foguete? Despreze a resistência do ar.
Passo 1
Eaee!!! Belezinha? Bom... a questão nos pede para calcularmos a aceleração do foguete.
Mas para isso temos que analisar nosso problema, segundo o enunciado podemos deduzir que a velocidade inicial do parafuso quando ele cai do lado do foguete é a mesma que a do foguete, ou seja, e essa velocidade é positiva, já que o foguete está se movendo para cima.
O parafuso continua a subir com uma aceleração contraria igual a antes de parar e começar a descer.
Quando ele passar pelo mesmo ponto que ele foi solto nele, então vai ter a mesma velocidade que ele tinha quando foi solto, mas agora para baixo.
Sabendo disso, podemos aplicar a equação da posição em função do tempo:
Onde é a posição final, é a posição inicial, é a velocidade inicial, é o tempo e é a aceleração.
Agora vamos aplicar! 😉
Passo 2
Primeiro, vamos analisar a posição do foguete após os segundos:
Considerando que o foguete parte do repouso, temos:
Vamos colocar esse resultado dessa forma:
Onde o parâmetro representa o foguete.
Passo 3
Agora, vamos analisar a posição do parafuso utilizando a mesma equação.
Para isso, temos que saber que iremos analisar o parafuso nos segundos, onde a aceleração que está atuando nele é a da gravidade .
Logo, temos:
Passo 4
Agora, vamos verificar a velocidade do foguete durante os segundos utilizando a equação da velocidade em função do tempo:
Substituindo esse resultado na expressão do Passo 3, temos:
Passo 5
Por fim, igualando as expressões dos Passos 2 e 4, temos:
Entendeu direitinho? Responde aee ;)
