Exercícios Resolvidos de Impulso e Momento Linear com Massa Variável

Hugh D. Young e Roger A. Freedman, Física I – Mecânica, 10a ed. São Paulo: Addison Wesley, 2003, pp – 280–59

Um foguete é disparado no espaço sideral, onde a gravidade é desprezível. No primeiro segundo ele emite 1 160 da sua massa como gás de expansão e possui uma aceleração igual a 15,0   m / s 2 . Qual é o módulo da velocidade do gás de expansão em relação ao foguete?

Passo 1

Temos um foguete no espaço sideral que perdendo massa, pois emite um gás para acelerar. Como não há ação de forças externas, temos que o momento linear vai se conservar. Assim vemos que é um exercício onde podemos aplicar a fórmula

a = - v 0 m 0 . d m d t

O problema nos deu a aceleração no primeiro segundo e nos disse em quanto variou a massa nesse primeiro segundo.

Como o problema nos dá todos os dados para um intervalo de tempo definido 1   s   podemos dizer que

Δ m Δ t = d m d t = m 0 160

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Então podemos substituir na equação

15 = - v 0 m 0 . m 0 160

v 0 = - 2400   m / s

Assim o módulo da velocidade do gás em relação ao foguete é

v = 2400   m / s

Resposta

v = 2400   m / s

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