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Trabalho realizado por uma força não constante

Trabalho realizado por uma força não constante

Mensagempor Crist » Sex Nov 30, 2012 12:57

No contexto de aplicações de Integral, neste exercício o trabalho realizado por uma força não constante será calculado. Considerando a Lei da Gravitação Universal imagine um satélite artificial que pesa 15 x 10^4 Newtons na superfície da Terra. Mostre que o trabalho realizado para colocá-lo em órbita a 1200Km de altura, desprezando a resistência do ar e o peso do combustível utilizado é de aproximadamente 1,52 x 10^11 N x m.
Dicas: Como o peso de um corpo varia com o inverso do quadrado da distância ao centro da Terra , a força F(x) nele exercida pelo campo gravitacional será
F = \frac{C}{x^2}

Uma vez que o satélite pesa 15 x 10^4 N na superfície da Terra, e o raio do planeta é de aproximadamente 6400Km temos que
15 x 10^4 N = C / (6 400 000 m )^2
C = 6,144 x 10^8 N x m^2
Considere o raio da Terra como sendo R = 6400 km

não querendo abusar, mas gente me ajude não sei nem começar :$
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Re: Trabalho realizado por uma força não constante

Mensagempor young_jedi » Sex Nov 30, 2012 16:23

o trabalho é dado pela integral da força pelo deslocamento

T=\int F(x)dx

com os dados que voce tem, transfomando as distancias em metros

T=\int_{6,4.10^6}^{7,6.10^6}\frac{6,144.10^8}{x^2}.dx

é so calcular a integral, comente as duvidas.
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Re: Trabalho realizado por uma força não constante

Mensagempor Crist » Seg Dez 03, 2012 22:00

só queria que me explicasse como encontrou os valores do intervalo [a,b], resolvi até o fim e encontrei o valor 96.
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Re: Trabalho realizado por uma força não constante

Mensagempor young_jedi » Seg Dez 03, 2012 22:14

6,4.10^6m é o raio da terra, se o satelite parte da superficie então ele parte deste ponto, com ele atinge 1200 km de altura então ele chega em

6,4.10^6+1,2.10^6=7,6.10^6m
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Re: Trabalho realizado por uma força não constante

Mensagempor Crist » Ter Dez 04, 2012 09:06

Obrigada, amigo. Muito fácil, mas é que estudar a distância é complicado, valeu!!!!!!!!!!!!!!!!!! :-D
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Assunto: Taxa de variação
Autor: felipe_ad - Ter Jun 29, 2010 19:44

Como resolvo uma questao desse tipo:

Uma usina de britagem produz pó de pedra, que ao ser depositado no solo, forma uma pilha cônica onde a altura é aproximadamente igual a 4/3 do raio da base.
(a) Determinar a razão de variação do volume em relação ao raio da base.
(b) Se o raio da base varia a uma taxa de 20 cm/s, qual a razão de variação do volume quando o raio mede 2 m?

A letra (a) consegui resolver e cheguei no resultado correto de \frac{4\pi{r}^{2}}{3}
Porem, nao consegui chegar a um resultado correto na letra (b). A resposta certa é 1,066\pi

Alguem me ajuda? Agradeço desde já.


Assunto: Taxa de variação
Autor: Elcioschin - Qua Jun 30, 2010 20:47

V = (1/3)*pi*r²*h ----> h = 4r/3

V = (1/3)*pi*r²*(4r/3) ----> V = (4*pi/9)*r³

Derivando:

dV/dr = (4*pi/9)*(3r²) -----> dV/dr = 4pi*r²/3

Para dr = 20 cm/s = 0,2 m/s e R = 2 m ----> dV/0,2 = (4*pi*2²)/3 ----> dV = (3,2/3)*pi ----> dV ~= 1,066*pi m³/s


Assunto: Taxa de variação
Autor: Guill - Ter Fev 21, 2012 21:17

Temos que o volume é dado por:

V = \frac{4\pi}{3}r^2


Temos, portanto, o volume em função do raio. Podemos diferenciar implicitamente ambos os lados da equação em função do tempo, para encontrar as derivadas em função do tempo:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.r}{3}.\frac{dr}{dt}


Sabendo que a taxa de variação do raio é 0,2 m/s e que queremos ataxa de variação do volume quando o raio for 2 m:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.2}{3}.\frac{2}{10}

\frac{dV}{dt} = \frac{16\pi}{15}