segunda-feira, 31 de agosto de 2009

Velocidade de escape

Este applet (animação) adquire uma importância especial para o ensino de física, pois ela não pode ser realizada em laboratório didático. Essa é uma das características marcantes dos applets para fins didáticos: os applets simulam experimentos reais disponíveis ou não em laboratórios didáticos, para fins didáticos.
A velocidade de escape de um sistema de dois corpos, é a velocidade mínima para que um dos objetos escape da atração gravitacional do outro. O sistema pode ser, por exemplo, um objeto lançado para o alto da superfície da Terra (ou outro planeta ou satélite). O sistema em questão, Terra-objeto, se separa se o objeto for lançado com uma velocidade maior do que a velocidade de escape do sistema.
A velocidade de escape do objeto pode ser determinada usando a lei da conservação de energia: a soma das energias cinética mais potencial é igual à energia mecânica do sistema. A equação para a velocidade de escape do sistema isolado Terra-objeto (na ausência de outras forças que não a gravitacional) é facilmente obtida igualando a energia cinética (K) do objeto à energia potencial gravitacional do objeto (U), de modo que a energia mecânica (E) seja constante, igual a zero. Lembre-se que K = mv2/2, U = GMm/r e E = K + U, onde G é a constante gravitacional, M é a massa do Astro, m é a massa do objeto e r é a distância do objeto ao centro do Astro (no instante inicial de lançamento do objeto, r é igual ao raio do Astro).
Applet: Uma vez acessado o programa, escolha o astro de onde você vai realizar o lançamento (Terra, Lua, Marte ou Vênus), a direção de lançamento, a velocidade de lançamento e a massa do objeto ou projétil. Se essa velocidade for menor do que a velocidade de escape, o objeto retorna, senão ele “escapa”, se desvincula irreversivelmente do sistema. À esquerda do painel vê-se a evolução do tempo a altitude, a velocidade, e as energias cinética e potencial do objeto.
Procure observar questões como: a velocidade de escape depende da massa do objeto? Obtenha a velocidade de escape de um dado objeto, com uma dada massa, quando lançado da Terra, da Lua, de Marte ou de Vênus. Lance o objeto em outras direções e verifique se a velocidade de escape muda com a direção de lançamento do objeto.
Para acessar o programa, clique aqui, ou sobre a figura.

Um comentário:

Anônimo disse...

Boa noite, sou estudante de física da Universidade Federal do Rio de Janeiro e apresentarei um trabalho sobre velocidade de escape. Gostaria de saber como posso conseguir esse programa que vocês disponibilizaram aqui. Meu e-mail é wagnerbarcellos@ibest.com.br
Grato.
wagner.