Enunciado

Consulte o Exemplo 10.3 e o problema anterior, contudo, deixe a partícula cair na superfície da Terra, em um poço de mina com profundidade h. Demonstre que, nesse caso. não existe nenhuma deflexão para o sul em decorrência da variação da gravidade e que a deflexão total na direção sul é somente:

3 2 h 2 ω 2 g s e n   λ cos ⁡ λ

Passo 1

E aí pessoal, belezinha? Vamos trabalhar agora em algumas questões de movimento em um sistema de referência não inercial.

A solução da parte (c) do Problema 10-13 é modificada quando a partícula cai em um poço de mina. A força devido à variação da gravidade é agora:

a g ≡ - g 0 R r + g 0 k

Como antes, aproximamos r para perto da superfície, a equação se torna:

a g ≅ - g 0 R x ' i + y ' j + z ' k

Daí temos que:

x ¨ ≅ - g 0 R x

Para estimar a ordem desse termo, como provavelmente deveríamos ter feito na parte (c) do Problema 10-13, podemos tomar:

x ~ h 2 ω 2 / g

De modo que:

x ¨ ~ ω 2 h ∙ h R

Que é reduzido por um fator h/R das acelerações obtidas anteriormente. Portanto, não temos deflexão para o sul nesta ordem devido à variação da gravidade. As forças de Coriolis e centrífuga ainda desviam a partícula, de modo que a deflexão total nesta aproximação é:

d ≅ 3 2 h 2 ω 2 g s e n   λ cos ⁡ λ

Resposta

Ver passo a passo.