Foguete

(UFPR) Um foguete demonstrativo de 40g de massa, inicialmente em repouso, é constituído por um corpo cilíndrico e propelido por um combustível a base de pólvora. Durante a combustão é ejetada horizontalmente uma massa total de 4,0g com velocidade media de modulo 30 m/s em relação ao solo. A combustão dura 4,0s, ao final da qual a massa do foguete apresenta um movimento retilíneo horizontal. Despreze as perdas por atrito e resistência do ar.

a) Determine a velocidade do foguete ao final da combustão.
b) Determine a força media horizontal que atua sobre o foguete durante a combustão.
c) Nota-se que a energia cinética do foguete varia durante a combustão. Isto está de acordo com o Principio da Conservação da Energia? Justifique.



Gabarito:
a) 3m/s
b) 3.10-² N

Conservação de quantidade de movimento:
Quantidade de movimento ganhada pelo fogue = massa expelida x velocidade = (4,0 g) * (30 m/s) = 0,12 N.s
Essa mesma quantidade é dado pelo foguete:
Massa do foguete x velocidade foguete = 0,12 N.s = 0,036 kg * v ---> v = 0,12/0,036 = 10/3 = 3,33 m/s

A força média pode ser dada por: Fm = massa x aceleração média = 0,036 kg x [(10/3)/4] = 0,03 N
Contudo, não concordo com essa resposta, pois para obtermos algo mais próximo seria necessário calculo superior(Lembre-se que a massa varia, se for uniforme, durante o tempo t=1 a massa será 39 gramas, e assim por diante).

A energia não se conserva pois há um ganho de energia cinética através da energia quimica. O principio da conservação de energia serve apenas para conservação de energia mecânica.

Obrigado.