As mudanças no movimento da terra e o lançamento de veículos espaciais: uma análise no nível da graduação em física

AUTOR(ES)

Zhang, Gengmin

FONTE

Rev. Bras. Ensino Fís.

DATA DE PUBLICAÇÃO

2013-09

RESUMO

Tanto a velocidade de translação quanto a velocidade angular de rotação da Terra mudam durante o processo de um lançamento espacial, em que o veículo é acelerada a partir do solo e, finalmente, enviado para o espaço. Este artigo apresenta um estudo sistemático da influência das mudanças na translação e na rotação da Terra sobre o processo de lançamento de um veículo espacial. Negligenciando essas mudanças, há um conflito evidente com as leis de conservação de momento e momento angular. No entanto, esta falha, em princípio, não é acompanhada por respostas tecnicamente erradas quando os estudantes universitários resolvem esse tipo comum de exercício, devido à utilização de sistemas de referência muito particulares. É importante observar que a validade técnica da aproximação da "Terra em movimento constante" não pode ser generalizada para sistemas de referência arbitrários. Por exemplo, os valores corretos da segunda e da terceira velocidades cósmicas não podem ser encontrados em um sistema de referência arbitrário se a velocidade da Terra for tratada como uma constante. Em um sistema de referência arbitrário o aumento da energia cinética de translação da Terra, causado pelo trabalho realizado pela força gravitacional da veículo espacial, não é insignificante quando comparado com o aumento da energia cinética do próprio veículo. Também fica demonstrado que a disparidade na energia consumida no lançamento de um veículo espacial a partir do solo ao longo de direções diferentes não pode ser explicada se a velocidade angular da Terra for tratada como uma constante. Quando o veículo é lançado para leste, o aumento da sua energia cinética é parcialmente ganho, quer direta ou indiretamente, às custas de uma diminuição da energia cinética de rotação da Terra.

ASSUNTO(S)

segunda velocidade cósmica terceira velocidade cósmica movimento da terra conservação do momento conservação do momento angular energia cinética da terra

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