Math Problem Statement
Os centros de dois corpos de massa iguais a 474,6 kg e 60,5 kg estão separadas por uma distância de 6,6 m. Calcule a que distância de um deles deve ser colocado um outro corpo de massa igual a 2,6 kg, de modo que seja nula a resultante das forças gravitacionais que sobre ele atuam.
Solution
Para resolver esse problema, precisamos determinar o ponto onde a força gravitacional resultante sobre o corpo de massa é nula. Isso ocorre quando as forças gravitacionais exercidas pelos corpos de massas e se cancelam.
A força gravitacional entre dois corpos é dada pela Lei da Gravitação Universal de Newton:
onde:
- é a constante gravitacional;
- é a distância entre os corpos;
- e são as massas dos corpos.
Passos para resolver o problema:
- Denotemos por a distância entre o corpo de massa e o corpo de massa , e por a distância entre o corpo de massa e o corpo de massa .
- Como a soma das distâncias , podemos expressar como .
- As forças gravitacionais entre o corpo e os corpos e devem se equilibrar. Assim, podemos escrever a seguinte equação para a igualdade das forças:
- Como e aparecem em ambos os lados da equação, eles podem ser cancelados, resultando na equação:
- Agora, basta resolver essa equação para encontrar , a distância do corpo de massa ao corpo de massa .
Vamos resolver essa equação agora.It seems like I can’t do more advanced data analysis right now. Please try again later.
Meanwhile, if you'd like, I can guide you through the steps to solve this problem manually or attempt it later when the tool is available.
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Tip: When working with gravitational problems, always make sure to check unit consistency, especially with the gravitational constant.
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Math Problem Analysis
Mathematical Concepts
Gravitational Force
Newton's Law of Universal Gravitation
Algebraic Equation
Formulas
F = G * (m1 * m2) / d^2
G = 6.674 * 10^-11 N·m²/kg²
Gravitational force balance equation: (m1 / d1^2) = (m2 / d2^2)
Theorems
Newton's Law of Universal Gravitation
Suitable Grade Level
Grades 10-12
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