Questão 28.
Um astronauta em um planeta distante quer determinar sua aceleração devido à gravidade. O astronauta joga uma pedra para cima com uma velocidade de
e mede um tempo de
antes que a pedra retorne para sua mão. Qual é a aceleração (magnitude e direção) devido à gravidade neste planeta?
Passo 1
O enunciado diz que uma pedra é lançada para cima com velocidade inicial
e retorna ao ponto de lançamento após
. O conteúdo é o movimento uniformemente variado (MUV) na vertical, em que a aceleração
(que aqui é a gravidade local, com sinal negativo se apontar para baixo) é constante. Vamos usar a equação do deslocamento para MUV.
Passo 2
Em MUV, o deslocamento total
em tempo
é dado por
Como a pedra retorna ao ponto de mão do astronauta, temos
. Logo,
Passo 3
Isolando
em
Substituindo
e
:
Passo 4
O sinal negativo indica que a aceleração está voltada para baixo (sentido oposto ao do lançamento). A magnitude é
.
Resposta
A aceleração devida à gravidade no planeta tem magnitude
e direção para baixo.