Questão 11 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2020

2º dia · Física

Estudos indicam que uma massa m = 1000\ \text{kg} de poeira cósmica, composta por minúsculas partículas, colide com a superfície da Terra a cada intervalo \Delta t = 20\ \text{min}. Considere, para simplificar, que as partículas de poeira têm velocidade média nula antes de serem arrastadas pela Terra no seu movimento em torno do Sol. Logo após colidirem com a superfície do nosso planeta, elas passam a se deslocar juntamente com a Terra, com velocidade média de módulo igual a v_{\text{Terra}} = 30\ \text{km/s}. Considere também que o movimento da Terra num intervalo \Delta t = 20\ \text{min} é retilíneo e uniforme.

a) Qual é a densidade da poeira na região do espaço atravessada pela Terra? Ver ilustração ao lado.

Ilustração da Terra em duas posições, delimitando por linhas tracejadas um cilindro correspondente ao volume varrido pela Terra. Acima, uma seta horizontal de duas pontas indica a “distância percorrida pela Terra em Δt = 20 min”. Entre as posições está o texto “cilindro correspondente ao volume varrido pela Terra”. À direita, uma seta aponta no sentido do movimento e está identificada por um vetor v com índice Terra. Uma seta inclinada aponta para a seção reta do cilindro, com o texto “área da seção reta do cilindro: A = 1,25 × 10¹⁴ m²”.

b) Qual é o módulo da força média aplicada pela Terra sobre a massa de poeira cósmica que ela intercepta durante um intervalo \Delta t = 20\ \text{min}?

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Ver como caiu na prova Questão 11 no caderno CE da 2ª fase da UNICAMP 2020