Como apresentado nos extratos de notícias, um projeto bilionário entre a Blue Origin e a NASA estão desenvolvendo e testando foguetes para, além da coleta de dados científicos, também o turismo espacial. Você, profissional formado, está buscando uma oportunidade de estágio na Agência Espacial Brasileira (AEB) e, para isso, recebeu algumas perguntas a serem respondidas como forma de avaliação sobre os conhecimentos de física.

Como apresentado nos extratos de notícias, um projeto bilionário entre a Blue Origin e a NASA estão desenvolvendo e testando foguetes para, além da coleta de dados científicos, também o turismo espacial. Você, profissional formado, está buscando uma oportunidade de estágio na Agência Espacial Brasileira (AEB) e, para isso, recebeu algumas perguntas a serem respondidas como forma de avaliação sobre os conhecimentos de física.

1) O valor de aceleração da gravidade terrestre é dependente da altitude, ou seja, no nível do mar g=9,81 m/s2, e na altitude de 1000 km g=7,33 m/s2. Partindo do repouso, sabe-se que o foguete atinge a velocidade 2500 km/h em aproximadamente 1000 km. Considerando a aceleração da gravidade média e a trajetória retilínea, calcule:

1. a) Qual a aceleração constante com que o foguete é lançado, em km/h2?
2. b) Qual o tempo para que este foguete alcance a altura de 1000 km?

Lembre-se: nas equações do item A e B é preciso considerar as duas acelerações, da gravidade e também do foguete.

2) Nos momentos prévios ao lançamento, o New Shepard foi carregado com equipamentos de peso médio de 180 kg por uma rampa com baixo coeficiente de atrito (0,2), conforme o esquema indicado a seguir. Qual a força mínima (em Newtons) que o motor deve realizar para que o carregamento seja efetivamente realizado? Lembre-se de fazer corretamente a indicação das forças atuando sobre o sistema caixa-polia-motor e considere g=9,81 m/s2.

Figura 1 – Plano inclinado

Fonte: a autora.

3) Sabendo da definição das 3 leis de newton, escreva e explique com suas palavras a aplicação de cada uma delas durante o lançamento do foguete.

4) Imagine que na altura de 1000 km da atmosfera terrestre há uma explosão, fazendo com que a partir da velocidade zero o foguete caia em queda livre. O valor de aceleração da gravidade terrestre é dependente da altitude, ou seja, no nível do mar g=9,81 m/s2, e na altitude de 1000 km g=7,33 m/s2. Considerando a aceleração da gravidade média, a trajetória retilínea e desprezando a resistência do ar, calcule:

1. a) Qual o tempo até atingir a superfície terrestre?
2. b) Com qual velocidade o foguete atingirá o solo?