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qual a velocidade?

calcule a velocidade de um cometa de massa 5 caindo na terra

💡 1 Resposta

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David Silva

 Inicialmente temos que assumir algumas premissas para o problema, ou seja, estamos trabalhando com um objeto livre das interferências gravitacionais da Terra e demais planetas (como Júpiter, principalmente). Melhor dizendo, estamos considerando o objeto a 45 km/s e o Sol (apenas).

Para resolver o problema basta usar o cálculo da energia mecânica total (cinética + potencial) do objeto dada pela clássica fórmula: 

E = mv2 / 2 - mgr 

onde m é a massa do objeto, v sua velocidade em relação ao Sol, r a distância ao Sol (1 UA) e g a aceleração gravitacional em relação ao Sol. 

Como a força gravitacional do Sol no objeto é dada por: 

F = mg = GMm / r2 
(M = massa do Sol e G a constante de gravitação universal) 

Então: 
E = mv2 / 2 - GMm / r (*) 

Qual é então a velocidade que torna a energia mecânica "E" positiva, ou seja, que torna o objeto com energia mecânica suficiente para estar livre do Sol? 

v > raiz ( 2 G M / r ) ou seja v > velocidade de escape do Sol na distância r 

Dessa forma como v = 45 km / s então o objeto tem energia mecânica suficiente para escapar do Sol pois: 

v(escape) = raiz (2 G M / r) = 42,4 km / s (na distância de 1 UA =~ 150.000.000 km, aproximadamente) 

ou seja: v > v(escape).

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