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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica

Questão discursiva 22 — Física: Órbitas — Transferência de Hohmann

Física Órbitas — Transferência de Hohmann

Discursiva ITA Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica · Vestibular 2015 — Física · Questão 22

Sem padrão de resposta — pratique a escrita

Texto-base:
Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas.
Constante dos gases: R = 8 J/(mol·K). Pressão atmosférica ao nível do mar: P₀ = 100 kPa.
Massa molecular do CO₂ = 44 u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g·K).
1 cal = 4×10⁷ erg. Aceleração da gravidade: g = 10,0 m/s².

Uma nave espacial segue inicialmente uma trajetória circular de raio rA em torno da Terra. Para que a nave percorra uma nova órbita também circular, de raio rB > rA, é necessário por razões de economia fazer com que ela percorra antes uma trajetória semieliptica, denominada órbita de transferência de Hohmann, mostrada na figura. Para tanto, são fornecidos à nave dois impulsos, a saber: no ponto A, ao iniciar sua órbita de transferência, e no ponto B, ao iniciar sua outra órbita circular. Sendo M a massa da Terra; G, a constante da gravitação universal; m e v, respectivamente, a massa e a velocidade da nave; e constante a grandeza mrv na órbita eliptica, pede-se a energia necessária para a transferência de órbita da nave no ponto B.
Órbita circular interna de raio rA e órbita circular externa de raio rB em torno da Terra, ligadas por uma semielipse de transferência que vai do ponto A (órbita interna) ao ponto B (órbita externa); velocidades vA em A e vB em B indicadas por setas tangentes.

As questões dissertativas, numeradas de 21 a 30, devem ser desenvolvidas, justificadas e respondidas no caderno de soluções.

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