Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Dinamica Classica de Particulas e Sistemas - Marion- Ed: 5º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 11
Obtenha uma expressão do desvio angular de uma partícula projetada do Polo Norte em uma trajetória que fica próxima à Terra. O desvio é significativo para um míssil em um vôo de 4800 km em 10 minutos? Qual é a "distância de erro" se o míssil é direcionado diretamente ao alvo? A distância de erro é maior para um voo de 19.300 km na mesma velocidade?
Passo 1
E aí pessoal, belezinha? Vamos trabalhar agora em algumas questões de movimento em um sistema de referência não inercial.
A partir do enunciado temos o esquema do problema:
Este problema é mais facilmente resolvido no quadro fixo, não no quadro rotativo. Aqui tomamos a Terra como fixa no espaço, mas girando em torno de seu eixo. O míssil é disparado do Pólo Norte em algum ponto da superfície da Terra, uma direção que sempre será para o sul. À medida que o míssil viaja em direção ao destino pretendido, a Terra gira sob ele, fazendo com que ele erre o alvo desejado (desvie). Essa distância é:
Observe que a distância real d percorrida pelo míssil (essa distância medida no quadro fixo) é menor do que a distância de voo que se mediria da Terra. O erro que isso causa em ∆ será pequeno enquanto a distância de desvio for pequena.
Usando R = 6370 km, , obtemos para um vôo de 4800 km em 600 s, uma distância de desvio de 190 km. Para um vôo de 19300 km obtemos um desvio de 125 km porque não há Terra suficiente para se locomover, ou melhor, há menos da Terra para perder. Para uma velocidade fixa, a distância perdida na verdade atinge um pico em torno de d = 12.900 km.
Fazer esse problema no quadro rotativo é complicado porque o míssil é limitado a estar em um caminho próximo à Terra. Embora um tratamento perturbativo produza uma estimativa de ordem de magnitude na primeira parte, está totalmente errado na segunda parte. O tratamento correto na estrutura rotativa exigiria, no mínimo, métodos numéricos.
Resposta
Ver passo a passo.