Considere um túnel retilíneo que atrav...
Considere um túnel retilíneo que atravesse um planeta esférico ao longo do seu diâmetro. O tempo que um ponto material abandonado sobre uma das extremidades do túnel leva para atingir a outra extremidade é
Dados:
• constante de gravitação universal: G;
• massa específica do planeta: ρ.
Consideração:
• Para efeito de cálculo do campo gravitacional, desconsidere a presença do túnel.
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Para resolver a questão, utilize:
Fg =
Mas, Perceba que a massa M (massa do planeta), que deve ser levada em consideração para a questão, é uma Massa M que não está contida em torno de todo o raio R do planeta, mas, a um raio x < R. Portanto, sabendo que o volume é e a densidade é , sabemos que a massa M vale:
M=
Portanto, a força é igual a:
Fg = , simplificando o x: Fg =
Como é constante , Podemos escrever:
, Então, chegamos a conclusão de que o movimento do ponto material no túnel pode se equiparar a um MHS, já que a força gravitacional resultante no ponto é semelhante a Força restauradora de um sistema massa-mola ( ), por exemplo! onde k vale
Temos que o Periodo do MHS é dado por:
, substituindo k e manipulando : Resultando Em:
.
Espero ter ajudado!!!
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