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Q2068874 Engenharia Mecânica

Julgue o item seguinte com relação a conceitos e princípios da mecânica dos sólidos.  


Situação hipotética: Antes de iniciar a queima de combustível, um foguete tem massa inicial total de 1.000 kg. Ao iniciar a ignição, o combustível passa a ser consumido na taxa de 3,0 kg/s, expelindo os gases de combustão com velocidade relativa de 3.000 m/s. Assertiva: Considerando-se essa situação hipotética e assumindo-se 10,0 m/s² como o valor da aceleração da gravidade no local de lançamento, é correto inferir que o foguete não decolará. 

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Não sei se tá certo, mas pensei da seguinte forma:

A força exercida pelo empuxo da queima do combustível será:

F = taxa_queima_combustível*(-veloc_gases)

Considerando y positivo para cima, a velocidade de exaustão dos gases será negativa, o empuxo será no sentido contrário, por isso o sinal de menos na fórmula acima.

F = 3*(-(-3000)) = 9000N

A força peso é 1000*(-10) = -10000N

Logo, o empuxo não é suficiente para fazer com que o foguete decole.

A força motriz dos foguetes é chamada de empuxo. Essa força é obtida quando o combustível dos foguetes entra em combustão e é forçado a sair por um pequeno bocal na parte inferior do foguete, direcionando a força de reação da direção vertical. A magnitude da força que o gás produz sobre o foguete depende da massa de suas partículas e também da velocidade em que os gases são expelidos. Quanto maiores forem essas medidas, maior é a quantidade de impulso produzido pelo propelente, ou seja, o combustível utilizado pelo foguete.

Assim, como o empuxo é uma força proveniente da queima dos combustíveis e depende da vazão mássica e velocidade desta queima, temos que: E = vazão mássica * velocidade dos gases = 3,0 kg/s * 3000 m/s = 9000 kg (massa) * m/s² (aceleração) = 9.000N (força)

O empuxo deste foguete não é suficiente para vencer a força peso deste que é de P = m * g = 1000 kg * 10 m/s² = 10.000N

Gabarito: CERTO

Essa questão caberia recurso, pois, apesar do empuxo não ser suficiente para fazer o foguete decolar com o peso inicial (1000 kg), o foguete poderia decolar após consumir 100 kg de combustível, quando a massa total passaria a ser de 900 kg.

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