UFRGS 2019 — questão 9 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a massa de combustível queimado nos 30 s, a partir do impulso do motor.

Passo 1 — o impulso é a área sob o gráfico F × t. Dividindo em três pedaços:

$$I_1 = \frac{10 \times 100}{2} = 500$$

$$I_2 = 10 \times 100 = 1000$$

$$I_3 = \frac{(100 + 150) \times 10}{2} = 1250$$

Somando (em kN·s):

$$I = 2750\ \text{kN}\cdot\text{s}$$

$$I = 2{,}75 \times 10^{6}\ \text{N}\cdot\text{s}$$

Passo 2 — o peso do combustível, pela definição de impulso específico:

$$P_c = \frac{I}{2000} = \frac{2{,}75 \times 10^{6}}{2000}$$

$$P_c = 1375\ \text{N}$$

Passo 3 — a massa. Peso é massa vezes g:

$$m = \frac{P_c}{g} = \frac{1375}{10} = 137{,}5\ \text{kg}$$

Conferindo as unidades: impulso em N·s dividido por peso em N dá segundos, exatamente a unidade do impulso específico (2000 s).

⚠️ A armadilha: parar no peso, 1375 N, e marcar 1375 kg, a alternativa D. A definição usa o peso do combustível; para ter a massa, ainda falta dividir por g.

A ideia em uma frase: impulso é a área sob F × t; dividido pelo impulso específico, dá o peso do combustível, e dividido por g, a massa.

Resposta: alternativa B (137,5 kg).