Livro Halliday, Volume 1, 8ª edição, Capítulo 9, Seção 12, Exercício 77
(Cap 9 – Ex 77) Um foguete que se encontra no espaço sideral e está inicialmente em repouso em relação a um referencial inercial tem uma massa de , da qual são de combustível. O motor do foguete é acionado por , durante os quais o combustível é consumido à taxa de . A velocidade dos produtos de exaustão em relação ao foguete é .
(a) Qual é o empuxo do foguete? Após os de funcionamento do motor, quais são
(b) a massa e
(c) a velocidade do foguete?
Passo 1
Faala, meu povo! Tudo bem com vocês? Partiu resolver mais um exercício?
Bom pessoal, o enunciado nos fala no item (a) sobre o empuxo do foguete.
Mas, o que é empuxo?
Força de empuxo é o termo aerodinâmico dado a força motriz gerada pela liberação dos gases, oriundo da combustão no motor de um foguete. A magnitude dessa forma de impulso depende da velocidade e da massa de gás expelida da câmara de combustão do foguete.
Para definirmos o empuxo, conhecemos a seguinte relação dada por , em que é a taxa de consumo de combustível e é a velocidade dos gases expelidos em relação ao foguete.
Neste problema, , , portanto:
Passo 2
Para o item (b), a massa do combustível ejetado é dada por , onde é o tempo de queima. Sendo assim:
Dessa forma, a massa do foguete após a queima é dada por:
Onde é a massa final e é a massa inicial.
Passo 3
Chegamos ao último item, o item (c).
Então pessoal, o enunciado nos fala que o foguete está inicialmente em repouso, ou seja, com a velocidade inicial zero. Por conta disso, a velocidade final será dada por:
Ah, como a Física é linda!
Para essa questão é isso pessoal! Bora resolver mais uma?
Resposta
(a)
(b)
(c)