Questão 1:
Responda as seguintes perguntas:
c) Como é possível medir a massa de uma pessoa em uma situação de gravidade zero?

Passo 1

O enunciado c) pede uma forma de medir a massa de uma pessoa quando não há gravidade (por exemplo, dentro de uma nave em órbita). O conteúdo que vamos usar é a definição de massa inercial e a segunda lei de Newton, que diz como relacionar força e aceleração para obter a massa.

Passo 2

Em gravidade zero não faz sentido usar balança de peso (porque o peso é mg e g=0). Em vez disso usamos a massa inercial, que aparece na segunda lei de Newton:
F = m\,a.
Aqui F é uma força aplicada à pessoa e a é a aceleração resultante.

Passo 3

Se aplicarmos à pessoa uma força conhecida F e medirmos com um sensor a aceleração a que ela adquire, podemos isolar
m = \frac{F}{a}
e assim obter diretamente a massa inercial m.

Passo 4

Uma forma prática de fazer isso é prender a pessoa (ou um assento com a pessoa) a uma mola de constante elástica k. Se puxarmos e soltarmos, o sistema massa-mola oscila com período
T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}
Isolando m, fica
m = \frac{k\,T^2}{4\pi^2}.
Medindo T e sabendo k, encontramos a massa.

Resposta

Em gravidade zero mede-se a massa inercial aplicando-se uma força conhecida e medindo a aceleração ( m=F/a), ou usando uma balança inercial (massa-mola) e extraindo m do período de oscilação T pela fórmula m=k\,T^2/(4\pi^2).

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