RESOLUÇÃO OBA 2024 - QUESTÃO 8 - PROVA NÍVEL 4

Описание: RESOLUÇÃO OBA 2024 - QUESTÃO 8 - PROVA NÍVEL 4

Questão 8) (1 ponto) O foguete Starship da SpaceX é composto de dois
estágios. O primeiro, chamado de Super Heavy, tem massa total de 3.600.000
kg no momento em que seus 33 motores Raptor são acionados. O segundo
estágio, possui massa total de 1.400.000 kg (M2) quando inicia a ignição de
seus 6 motores Raptor. O Starship pretende transportar 100.000 kg à órbita
terrestre e reutilizar seus dois estágios. No voo teste ocorrido em novembro de
2023, os 33 motores do Raptor do primeiro estágio funcionaram por 2 minutos
e 41 segundos levando o foguete a 70 km de altitude. Neste instante é iniciado
o processo de separação entre o primeiro e o segundo estágio. Nesse voo foi
utilizada pela primeira vez a separação a quente, que consiste em se acionar
os 6 motores do segundo estágio enquanto este ainda está acoplado ao
primeiro estágio. Dessa forma, os gases expelidos pelos motores do segundo
estágio “empurram” o primeiro estágio para baixo, conforme ilustrado na Figura
ao lado pela força F. A partir de então agirão sobre o segundo estágio a força
de Empuxo E2, resultante do acionamento dos 6 motores Raptor, além da força
da gravidade. Sobre o primeiro estágio, atuarão, além da força F, a força da
gravidade e o empuxo de apenas 3 dos 33 motores Raptor, que continuam a
funcionar para controlar o seu retorno à superfície terrestre. Em função da
altitude na qual a separação ocorre, as forças aerodinâmicas foram
consideradas desprezíveis. Considere g = 10m/s2
.
Perguntas:
8a) Utilize a Segunda Lei de Newton para calcular a aceleração a2 do segundo estágio no instante da
separação. Para tanto, considere que a força empuxo dos 6 motores Raptor seja 𝐸2 = 1,4 × 107𝑁.
8b) Calcule a aceleração do primeiro estágio supondo que, no momento da separação, o primeiro
estágio tenha uma massa total M1 = 700.000 kg e 3 motores Raptors ativos, correspondendo a uma
força empuxo 𝐸1 = 7,0 × 106𝑁. Considere ainda que a força F dos gases sobre o motor do primeiro
estágio é cerca de 80% da força de empuxo do segundo estágio, ou seja 𝐹 = 1,12 × 107𝑁.
8c) Calcule a aceleração relativa 𝑎𝑟𝑒𝑙 = 𝑎2 − 𝑎1 no instante do início da separação.
Assinale a alternativa que contém as respostas aos itens “8a”, “8b” e “8c” acima, nesta ordem.
a) ( ) 10 m/s², 10 m/s², 10 m/s². 8) - Nota obtida: _____
b) ( ) 5 m/s², -16 m/s², 0 m/s². Registre abaixo a sua resolução.
c) ( ) 0 m/s², -16 m/s², 16 m/s².
d) ( ) 0 m/s², 10 m/s², 16 m/s².
e) ( ) -5 m/s², -10 m/s², -10 m/s²

Neste vídeo, resolvemos passo a passo a Questão 8 da OBA (Olímpiada Brasileira de Astronomia e Astronáutica) - Nível 4, prova destinada aos alunos do 1º ao 3º ano do ensino médio.

================================================
► LINKS ÚTEIS PARA VOCÊ

Baixe a prova e o gabarito oficial: [http://www.oba.org.br/site/?p=conteud...]


► MATERIAIS DE ESTUDO E EQUIPAMENTOS QUE RECOMENDO
(Aviso: Os links abaixo são de afiliado. Comprando por eles, você me ajuda a continuar produzindo conteúdo para o canal, sem nenhum custo extra para você! Obrigado pelo apoio!)
Caneta Esferográfica BIC Cristal Dura Mais, A Clássica, Com 4 Unidades, 2 Azul + 1 Preta + 1 Vermelha [https://amzn.to/48Snil4]
Mouse sem fio Logitech M170 com Design Ambidestro Compacto, Conexão USB e Pilha Inclusa [https://amzn.to/4iqJJ4d]
JBL, Fone de Ouvido, Tune 500, Com Fio - Preto [https://amzn.to/3LQtwsA]
Mesa Digitalizadora One By Wacom CTL472 [https://amzn.to/4om9wMU]
Suporte de Notebook em Alumínio Premium - Dobrável, Ergonômico, Ajustável com 6 Níveis de Altura [https://amzn.to/3K4Ik6l]
================================================

#OBA2024 #OBA #XXVIIOBA


REDES SOCIAIS
Facebook/Instagram/TikTok/Kwai/Youtube/Dailymotion/Rumble: jaelssonlima