Um astronauta na superfície da Lua foi capaz de medir o raio da Lua (denominado por ) e agora deseja realizar um experimento para medir a sua massa. Para isso, o astronauta em questão prende uma massa em um fio de comprimento e mede o seu período de oscilação (garantindo que o ângulo de oscilação é sempre pequeno). A expressão que relaciona a massa da Lua, , e o período de oscilação do pêndulo, , é dada por
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Passo 1
O período de oscilação de um pêndulo é dado por:
Porém, para relacionarmos com a massa da lua , vamos analisar a gravidade da lua.
Passo 2
Pela segunda lei de Newton, temos:
Então, a força gravitacional pode ser igualada à massa do corpo vezes a aceleração da gravidade:
Então, a gravidade será:
Passo 3
Substituindo isso na expressão do período :
Elevando os dois lados ao quadrado:
Isolando , temos:
Podemos colocar o para dentro do parêntesis elevado ao quadrado:
Ficamos com a letra (A).
Resposta
Letra (A)