Um foguete de massa inicial de 125 kg (incluindo todo o seu conteúdo) possui um motor que produz uma força vertical constante (o empuxo) de 1720 N . Determine o módulo da aceleração inicial
do foguete. Dado:
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Determinar o módulo da aceleração inicial
do foguete.
Informações dadas:
- Massa inicial do foguete:
. - Empuxo (força do motor) constante para cima:
. - Aceleração da gravidade:
.
Passo 2
Entender as forças que atuam no foguete (lista clara e simples):
- Para cima: empuxo do motor
. - Para baixo: peso do foguete
, que é a força gravitacional igual a .
Aqui é importante saber o que é peso: o peso
é a força que a Terra aplica sobre a massa e calcula-se por
, onde:
-
é a massa do objeto (em quilogramas), -
é a aceleração da gravidade (em ), -
fica em newtons ( ) porque .
Passo 3
Calcular o peso do foguete:
Fazendo a conta passo a passo:
Portanto,
Passo 4
Calcular a força resultante (força líquida) vertical. Adotando o sentido para cima como positivo, a força resultante é:
Substituindo os valores:
Passo 5
Aplicar a segunda lei de Newton para obter a aceleração:
. Aqui a força resultante é a soma das forças (já calculada), então
Fazendo a divisão:
Logo, o módulo da aceleração inicial é