Dois objetos se atraem gravitacionalmente com uma força de 2,5 10-10 N quando estão a 0,29 m de distância, sua massa total é de 4,0 kg encontrando suas massas individuais?
Veja como resolver esse problema:
1. Entenda o conceito *
Lei de Gravitação Universal de Newton: A força da gravidade entre dois objetos é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre seus centros. A equação é:
F =g * (m1 * m2) / r²
onde:
* F é a força da gravidade
* G é a constante gravitacional (6,674 x 10^-11 n m²/kg²)
* M1 e M2 são as massas dos objetos
* r é a distância entre seus centros
2. Configure as equações * Sabemos:
* F =2,5 x 10^-10 n
* r =0,29 m
* m1 + m2 =4,0 kg (massa total)
* Precisamos encontrar M1 e M2.
3. Resolva as massas *
Substitua os valores conhecidos na equação da força gravitacional: 2,5 x 10^-10 n =(6,674 x 10^-11 n m² / kg²) * (m1 * m2) / (0,29 m) ²
*
Simplifique a equação: (2,5 x 10^-10 n) * (0,29 m) ² / (6,674 x 10^-11 n m² / kg²) =m1 * m2
0,315 =m1 * m2
*
Resolva uma massa em termos do outro: m1 =0,315 / m2
*
Substitua essa expressão por M1 na equação total de massa: 0,315 / m2 + m2 =4,0 kg
*
multiplique os dois lados por m2: 0,315 + m2² =4,0 m2
*
reorganizar para uma equação quadrática: m2² - 4,0 m2 + 0,315 =0
*
Resolva a equação quadrática usando a fórmula quadrática: m2 =[4,0 ± √ (4,0² - 4 * 1 * 0,315)] / (2 * 1)
m2 ≈ 3,96 kg ou m2 ≈ 0,08 kg
*
Encontre M1 usando uma das soluções para M2: Se m2 ≈ 3,96 kg, então M1 ≈ 0,04 kg
Se m2 ≈ 0,08 kg, então M1 ≈ 3,92 kg
Portanto, as massas individuais são aproximadamente: *
m1 ≈ 0,04 kg *
m2 ≈ 3,96 kg ou *
m1 ≈ 3,92 kg *
m2 ≈ 0,08 kg