Enunciado

Um pequeno foguete queima 0,0500   k g de combustível por segundo, expelindo-o como um gás cuja velocidade em relação ao foguete possui módulo igual a 1600   m / s .

a) Qual é a força de propulsão sobre o foguete?

b) O foguete poderia se deslocar no espaço sideral, onde não existe atmosfera? Em caso afirmativo, como você faria para mudar a direção do movimento? Você poderia frear o foguete?

Passo 1

Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!

O enunciado pediu pra gente encontrar a força de propulsão sobre o foguete e avalisar se ele poderia se deslocar no espaço sidera, sem atmosfera, mudando a direção do vento ou freando o foguete.

De acordo com a seção 8.6 do Young, a equação responsável pelo cálculo da força de propulsão de um líquido sobre um foguete é a seguinte:

F p = - v e x . d m d t

No qual:

v e x = módulo da velocidade de exaustão do líquido ou gás;

d m d t = taxa de variação referente à perca de massa do foguete.

Então, basta substituir os dados nessa fórmula para obter a força requerida, depois vamos avaliar as situações dadas para verificar se é possível.

Vamos lá!

Passo 2

a) De acordo com o enunciado, temos que:

v e x = 1600   m / s

d m d t = - 0,0500 k g s

Aqui vale ressaltar que esse sinal de negativo aparece porque o foguete está perdendo massa enquanto sobe, beleza? Sendo assim, se substituirmos os valores que nos foi dado pelo enunciado na equação do passo 1 , teremos o seguinte:

F p = - 1600 × ( - 0,0500 )

∴ F p = 80   N

Passo 3

(b) A ausência de atmosfera não impediria a operação do foguete, porque o foguete poderia ser dirigido ejetando o gás em uma direção com uma componente perpendicular à velocidade do foguete e ser freado ejetando-o em uma direção paralela à velocidade do foguete.

Isso ocorre porque o empuxo depende da velocidade do gás ejetado em relação ao foguete e da massa do gás ejetado por segundo.

Valeu, galera! Até a próxima! 😉

Resposta

F p = 80   N

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