Duas esferas idênticas homogéneas de ferro, tocam-se entre si num mesmo instante Determine como a força de atração muda se a sua massa aumenta em 5 vezes em função do aumento do seu tamanho.
Explicação:A força de atração entre duas esferas é governada pela Lei da Gravitação Universal de Newton, que é expressa pela seguinte equação:
�
=
�
⋅
�
1
⋅
�
2
�
2
F=
r
2
G⋅m
1
⋅m
2
onde:
�
F é a força de atração entre as esferas,
�
G é a constante gravitacional (
6.674
×
1
0
−
11
N
⋅
m
2
/
k
g
2
6.674×10
−11
N⋅m
2
/kg
2
),
�
1
m
1
e
�
2
m
2
são as massas das esferas,
�
r é a distância entre os centros das esferas.
Vamos considerar duas esferas idênticas de ferro. Se a massa de cada esfera aumenta em 5 vezes e o tamanho também aumenta, podemos assumir que o raio da esfera (
�
r) também aumenta proporcionalmente a esse aumento de tamanho. Vamos chamar o aumento do raio de
�
k.
Então, as novas massas (
�
1
′
m
1
′
e
�
2
′
m
2
′
) e o novo raio (
�
′
r
′
) em relação aos valores iniciais são dados por:
�
1
′
=
5
⋅
�
1
m
1
′
=5⋅m
1
�
2
′
=
5
⋅
�
2
m
2
′
=5⋅m
2
�
′
=
�
⋅
�
r
′
=k⋅r
Substituindo esses valores na equação da Lei da Gravitação Universal, obtemos:
�
′
=
�
⋅
(
5
⋅
�
1
)
⋅
(
5
⋅
�
2
)
(
�
⋅
�
)
2
F
′
=
(k⋅r)
2
G⋅(5⋅m
1
)⋅(5⋅m
2
)
Simplificando, temos:
�
′
=
25
⋅
�
⋅
�
1
⋅
�
2
�
2
⋅
�
2
F
′
=
k
2
⋅r
2
25⋅G⋅m
1
⋅m
2
A força de atração
�
′
F
′
será 25 vezes maior do que a força inicial
�
F se o aumento do tamanho (
�
k) for 5 vezes, mantendo a densidade constante (aumentando a massa em 5 vezes). Esse aumento ocorre porque a força gravitacional é diretamente proporcional ao produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os centros das esferas.
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Resposta:
Explicação:A força de atração entre duas esferas é governada pela Lei da Gravitação Universal de Newton, que é expressa pela seguinte equação:
�
=
�
⋅
�
1
⋅
�
2
�
2
F=
r
2
G⋅m
1
⋅m
2
onde:
�
F é a força de atração entre as esferas,
�
G é a constante gravitacional (
6.674
×
1
0
−
11
N
⋅
m
2
/
k
g
2
6.674×10
−11
N⋅m
2
/kg
2
),
�
1
m
1
e
�
2
m
2
são as massas das esferas,
�
r é a distância entre os centros das esferas.
Vamos considerar duas esferas idênticas de ferro. Se a massa de cada esfera aumenta em 5 vezes e o tamanho também aumenta, podemos assumir que o raio da esfera (
�
r) também aumenta proporcionalmente a esse aumento de tamanho. Vamos chamar o aumento do raio de
�
k.
Então, as novas massas (
�
1
′
m
1
′
e
�
2
′
m
2
′
) e o novo raio (
�
′
r
′
) em relação aos valores iniciais são dados por:
�
1
′
=
5
⋅
�
1
m
1
′
=5⋅m
1
�
2
′
=
5
⋅
�
2
m
2
′
=5⋅m
2
�
′
=
�
⋅
�
r
′
=k⋅r
Substituindo esses valores na equação da Lei da Gravitação Universal, obtemos:
�
′
=
�
⋅
(
5
⋅
�
1
)
⋅
(
5
⋅
�
2
)
(
�
⋅
�
)
2
F
′
=
(k⋅r)
2
G⋅(5⋅m
1
)⋅(5⋅m
2
)
Simplificando, temos:
�
′
=
25
⋅
�
⋅
�
1
⋅
�
2
�
2
⋅
�
2
F
′
=
k
2
⋅r
2
25⋅G⋅m
1
⋅m
2
A força de atração
�
′
F
′
será 25 vezes maior do que a força inicial
�
F se o aumento do tamanho (
�
k) for 5 vezes, mantendo a densidade constante (aumentando a massa em 5 vezes). Esse aumento ocorre porque a força gravitacional é diretamente proporcional ao produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os centros das esferas.