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2) Dois astronautas decidem se encontrar no espaço; a idéia é deixar que a força gravitacional entre eles faça com que eles se aproximem. Inic...

2) Dois astronautas decidem se encontrar no espaço; a idéia é deixar que a força gravitacional entre eles faça com que eles se aproximem. Inicialmente, estão em repouso e distantes de 20.0 m. Suas massas são, respectivamente, 65 kg e 72 kg.
a) Determine a aceleração inicial de cada astronauta.
b) Se a aceleração permanecesse constante, quantos dias eles levariam até se encontrarem?
c) Suas acelerações são, de fato, constantes? Se não, elas crescem ou decrescem? Porquê?
a) Aceleração inicial de cada astronauta
b) Tempo que levariam para se encontrarem
c) Verificação da constância das acelerações

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Lista 01 Gravitacao
2 pág.

Física II Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita FilhoUniversidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho

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a) A aceleração inicial de cada astronauta é zero, pois eles estão em repouso. b) Para calcular o tempo que levariam para se encontrarem, é necessário calcular a aceleração gravitacional entre eles. Utilizando a fórmula F = G * (m1 * m2) / d^2, onde F é a força gravitacional, G é a constante gravitacional (6,67 x 10^-11 N.m^2/kg^2), m1 e m2 são as massas dos astronautas e d é a distância entre eles. Substituindo os valores, temos: F = (6,67 x 10^-11) * (65 * 72) / (20^2) F = 1,10 x 10^-8 N A força gravitacional é a mesma para ambos os astronautas, então podemos utilizar a segunda lei de Newton (F = m * a) para calcular a aceleração: a = F / m a = 1,10 x 10^-8 / 65 a = 1,69 x 10^-10 m/s^2 Como a aceleração é constante, podemos utilizar a equação de Torricelli (v^2 = vo^2 + 2 * a * d) para calcular a velocidade final dos astronautas quando eles se encontrarem. Como eles estavam em repouso, a velocidade inicial é zero e a distância percorrida é metade da distância inicial (10 m): v^2 = 0^2 + 2 * 1,69 x 10^-10 * 10 v^2 = 3,38 x 10^-9 v = 1,84 x 10^-4 m/s Para calcular o tempo, podemos utilizar a equação horária do movimento uniformemente variado (d = vo * t + (a * t^2) / 2), onde d é a distância percorrida, vo é a velocidade inicial (zero), a é a aceleração e t é o tempo: 10 = 0 + (1,69 x 10^-10 * t^2) / 2 t^2 = 1,18 x 10^11 t = 3,43 x 10^5 s Convertendo para dias, temos: t = 3,43 x 10^5 / (24 * 60 * 60) t = 3,97 dias Portanto, os astronautas levariam cerca de 3,97 dias para se encontrarem. c) As acelerações não são constantes, pois a força gravitacional entre eles varia à medida que a distância entre eles diminui. A aceleração aumenta à medida que eles se aproximam e diminui à medida que se afastam.

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