Ano 2021#physics

Sobre o tema

O trabalho realizado por forças externas sobre um corpo é igual à variação de sua energia mecânica, quando não há forças dissipativas. No lançamento de uma cápsula para a Estação Espacial Internacional (ISS), o foguete e os propulsores realizam trabalho que se converte em energia cinética orbital e energia potencial gravitacional. A energia cinética é calculada pela massa e pela velocidade orbital (cerca de 8000 m/s), enquanto a energia potencial é fornecida pelo aumento de altitude. Esse princípio, derivado do teorema do trabalho-energia, é fundamental na mecânica clássica e essencial para entender missões espaciais.

Tópicos relacionados

  • Teorema do trabalho-energia cinética
  • Energia potencial gravitacional
  • Cálculo de energia cinética orbital
  • Conservação de energia mecânica
  • Lançamento de foguetes e propulsores

Enunciado

Uma cápsula destinada a levar astronautas à Estação
Espacial Internacional (ISS) tem massa m = 7500 kg,
incluindo as massas dos próprios astronautas. A cápsula é
impulsionada até a órbita da ISS por um foguete lançador e
por propulsores próprios para os ajustes finais. O aumento
da energia potencial gravitacional devido ao deslocamento
da cápsula desde a superfície da Terra até a aproximação
com a ISS é dado por ΔU = 3,0x10^10 J. A velocidade da
ISS é v ≅ 8000 m/s. A velocidade inicial da cápsula em
razão do movimento de rotação da Terra pode ser
desprezada. Sem levar em conta a energia perdida pelo
atrito com o ar durante o lançamento, pode-se dizer que o
trabalho realizado pelo foguete e pelos propulsores sobre a
cápsula é de

Alternativas

  • A)

    2,1x10^11 J.

  • B)

    2,4x10^11 J.

  • C)

    2,7x10^11 J.

  • D)

    5,1x10^11 J.

0.0 (0 avaliacoes)

Avaliar: +1 XP. Favoritar: salva pra revisar. Comentar: +5 XP + 1 credito IA.

Comentarios (0)

Login obrigatorio

Carregando comentarios...

Perguntar pra IA

Perguntas frequentes

O que é o teorema do trabalho-energia?

O teorema afirma que o trabalho total realizado pelas forças resultantes sobre um corpo é igual à variação de sua energia cinética. Na ausência de forças dissipativas, o trabalho também iguala a variação da energia mecânica total.

Por que a energia potencial gravitacional aumenta com a altitude?

A energia potencial gravitacional aumenta porque, à medida que a distância do centro da Terra cresce, é necessário realizar trabalho contra a força gravitacional para elevar o corpo. Para órbitas baixas, usa-se a aproximação ΔU = mgh, mas em órbitas como a da ISS, o cálculo exato considera a variação da gravidade com a distância.

Qual a velocidade típica de um objeto em órbita baixa da Terra?

A velocidade orbital para uma órbita baixa (como a da ISS, a cerca de 400 km de altitude) é de aproximadamente 8000 m/s (28.000 km/h). Essa velocidade é necessária para equilibrar a atração gravitacional com a inércia do movimento circular.

Questões relacionadas