A propulsão dos foguetes se baseia na expulsão de gases em alta velocidade pela parte traseira da nave. Qual é a explicação correta para o fenômeno?
(a) A soma vetorial das velocidades dos dois objetos é nula após a colisão.
(b) 0 momento total dos objetos após a colisão é menor do que antes da colisão.
© A energia cinética total dos objetos é maior após a colisão.
(d) A energia cinética total dos objetos é nula após a colisão.
(e) A energia cinética total dos objetos é menor após a colisão.
(a) A soma vetorial das velocidades dos dois objetos é nula após a colisão.
(b) 0 momento total dos objetos após a colisão é menor do que antes da colisão.
© A energia cinética total dos objetos é maior após a colisão.
(d) A energia cinética total dos objetos é nula após a colisão.
(e) A energia cinética total dos objetos é menor após a colisão.
Passo 1
Beleza, vamos entender qual é o problema. A pergunta fala sobre como os foguetes conseguem se mover soltando gases em alta velocidade pela parte de trás. O assunto aqui é conservação de momento linear e terceira lei de Newton. Para resolver, precisamos lembrar como o momento se comporta quando objetos interagem.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a conservação do momento linear. Isso significa que, em um sistema isolado (sem forças externas), o momento total permanece constante. O momento linear é dado por:
onde $ m $ é a massa e $ \vec{v} $ é a velocidade.
Passo 3
Agora, a terceira lei de Newton diz que para toda ação há uma reação igual e oposta. No caso dos foguetes, quando eles expulsam gases para trás (ação), eles recebem um impulso para frente (reação).
Passo 4
Aplicando a conservação do momento, se o foguete expulsa gás com certo momento para trás, o foguete ganha um momento igual e oposto para frente. Isso mantém o momento total do sistema (foguete + gás) constante.
Passo 5
Analisando as opções, a que melhor explica esse fenômeno é a que fala que a soma vetorial dos momentos (ou velocidades, no contexto) dos dois objetos é nula após a interação, ou seja, o momento ganho pelo foguete é igual ao momento perdido pelo gás.
Resposta
(a) A soma vetorial das velocidades dos dois objetos é nula após a colisão.