Enunciado

O motor de um foguete de 125 k g (incluindo toda a carga) produz uma força vertical constante (a propulsão) de 1720 N . No interior desse foguete, uma fonte de energia de 15,5 N está em repouso sobre o piso.

a) Ache a aceleração do foguete.

b) Quando ele atingir a altitude de 120 m , qual é a força que o piso exerce sobre a fonte de energia? (Sugestão: comece com um diagrama do corpo livre para a fonte de energia.)

Passo 1

Fala galera! Beleza?! Bora resolver essa questão!

O enunciado nos deu um foguete de 125   k g que produz uma força de propulsão vertical igual a 1720   N . Além disso, ele nos diz que no interior desse foguete, temos uma fonte de energia de 15,5   N que está em repouso sobre o piso.

Sendo assim, nós devemos determinar (a) a aceleração do foguete e (b) a força que o piso exerce sobre a fonte de energia quando o foguete atingir a altitude de 120   m .

Pra calcular a aceleração do foguete, nós vamos usar a segunda lei de Newton:

F = m a

Onde m é a nossa massa e a a aceleração. E de forma semelhante, também vamos usar a segunda lei de Newton pra calcular a força de superfície N , só que levando em conta a condição de equilíbrio que faz essa aceleração ser zero e o somatório de forças na forma:

∑ F = 0

Vamos lá!

Passo 2

No foguete temos a força F = 1720 N para cima e temos a força peso para baixo referente à carga total dele. Assim, aplicando a segunda lei de Newton, temos:

F - m g = m a

Substituindo os valores dados, vamos ter:

1720 - 125 ∙ 9,8 = 125 a

E isolando a :

a = 1720 - 125.9,8 125

Temos a aceleração:

a = 3,96 m / s 2

Passo 3

Da mesma maneira que fizemos no item anterior, vamos aplicar a segunda lei de Newton para o suprimento de energia. Para cima temos a força normal N (é a força que queremos descobrir) e para baixo temos a força peso que vale 15,5 N .

Como a aceleração é a mesma para todo sistema, com a segunda lei temos:

N - 15,5 = m ∙ a

Para determinar a massa, a partir do peso, é só dividir o peso pela gravidade m = 15,5 9,8 = 1,58 k g . Então, substituindo na equação ali em cima podemos determinar o valor de N :

N = 1,58 ∙ 3,96 + 15,5

N = 21,7 N

Valeu, galera! Até a próxima! 😉

Resposta

a )   a = 3,96 m / s 2

b )   N = 21,7 N

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