RESOLUÇÃO OBA 2024 - QUESTÃO 9 - PROVA NÍVEL 4<br /><br />Questão 9) (1 ponto) Desde o início da Era Espacial em 1957, a humanidade já enviou centenas de<br />espaçonaves não tripuladas para explorar o sistema solar. Atualmente, existem duas delas em órbita<br />do Sol. A norte-americana Parker e a europeia Solar Orbiter. A Sonda Parker foi lançada ao espaço<br />em 12 de agosto de 2018, pelo foguete Delta 4 Heavy (Ponto 1 da Figura), ingressando em órbita<br />solar em 19 de janeiro de 2019. Ao passar pelo planeta Vênus (Ponto 2 da Figura), a sonda Parker<br />realizou sua primeira manobra assistida por gravidade (“fly by”), tema de uma questão da OBA em<br />2018. Como resultado dessa manobra, a Parker teve sua velocidade aumentada e seu periélio<br />(distância mínima ao Sol) diminuído. Ao longo de seus 7 anos de operação, a Sonda Parker realizará<br />24 órbitas ao redor do Sol com 7 passagens próximas de Vênus. Ao final desse processo, seu periélio<br />será reduzido para 6 milhões de quilômetros. Em seu último periélio, a Parker tornar-se-á o objeto<br />mais rápido feito pelo homem. Neste exercício simplificado, calcularemos o valor dessa velocidade.<br />Para tanto, considere uma das órbitas elípticas que a Sonda Parker descreve ao redor do Sol. Nessa<br />órbita, tem-se que vale o princípio da conservação da energia, com a soma da energia cinética <br />e energia potencial sendo igual à energia mecânica (): + = �<br />.<br />Perguntas:<br />8a) Utilize a Segunda Lei de Newton para calcular a aceleração a2 do segundo estágio no instante da<br />separação. Para tanto, considere que a força empuxo dos 6 motores Raptor seja 2 = 1,4 × 107.<br />8b) Calcule a aceleração do primeiro estágio supondo que, no momento da separação, o primeiro<br />estágio tenha uma massa total M1 = 700.000 kg e 3 motores Raptors ativos, correspondendo a uma<br />força empuxo 1 = 7,0 × 106. Considere ainda que a força F dos gases sobre o motor do primeiro<br />estágio é cerca de 80% da força de empuxo do segundo estágio, ou seja = 1,12 × 107.<br />8c) Calcule a aceleração relativa = 2 − 1 no instante do início da separação.<br />Assinale a alternativa que contém as respostas aos itens “8a”, “8b” e “8c” acima, nesta ordem.<br />a) ( ) 10 m/s², 10 m/s², 10 m/s². 8) - Nota obtida: _____<br />b) ( ) 5 m/s², -16 m/s², 0 m/s². Registre abaixo a sua resolução.<br />c) ( ) 0 m/s², -16 m/s², 16 m/s².<br />d) ( ) 0 m/s², 10 m/s², 16 m/s².<br />e) ( ) -5 m/s², -10 m/s², -10 m/s²<br /><br />Neste vídeo, resolvemos passo a passo a Questão 9 da OBA (Olímpiada Brasileira de Astronomia e Astronáutica) - Nível 4, prova destinada aos alunos do 1º ao 3º ano do ensino médio.<br /><br />================================================ <br />► LINKS ÚTEIS PARA VOCÊ <br /><br />* Baixe a prova e o gabarito oficial: [http://www.oba.org.br/site/?p=conteudo&idcat=9&pag=conteudo&m=s] <br /><br /><br />
