Dúvida sobre microgravidade na fase ascendente da parábola

14 de novembro, 2017 às 8:48 | Postado em Cinemática, Gravitação, Mecânica

Boa tarde, ao ler o livro “Física para todos – Perguntas e Respostas” tive dúvida quanto a resposta dada à pergunta 170, que se trata da experiência de gravidade zero em um avião. Na resposta, foi dito: “Na trajetória parabólica é possível dobrar o tempo de “ausência da gravidade”, pois tanto na fase ascendente quanto na fase descendente o efeito de microgravidade se manifestará.” Com base nos meus conhecimentos, não consegui entender como o efeito de gravidade zero acontece na subida, sendo que a força centrífuga gerada pela trajetória ascendente terá mesmo sentido do peso, o que aumentaria a gravidade aparente. Pode ser que eu esteja interpretando o problema de forma incorreta. Agradeço se puderem esclarecer essa dúvida. Obrigado.

Para que aconteça o “efeito de gravidade zero” no sistema de referência de um avião ou nave espacial a condição é que tal sistema de referência esteja com uma aceleração exatamente igual à aceleração da gravidade (ou aceleração de queda livre) naquele local. A trajetória que efetivamente um corpo sofre quando a sua aceleração é igual a da gravidade depende também de condições iniciais, podendo até ser uma trajetória retilínea se a velocidade do corpo estiver orientada na mesma direção (no mesmo sentido ou em sentido contrário) da aceleração.

Se um avião descreve a parábola galileana que um projétil descreveria na ausência de forças de resistência, então a aceleração do avião é igual à aceleração da gravidade naquele local em qualquer parte da trajetória. A figura 1 indica a trajetória completa de avião usado para produzir a microgravidade.

Desta forma, apenas entre 20 e 45 s, a aceleração do avião é idêntica à aceleração da gravidade e então no sistema de referência do avião se estabelece a microgravidade. Tal é conseguido graças a que forças de resistência do ar são compensadas por forças devidas aos motores da aeronave. Desde 1959 voos como esse tem sido feitos com o objetivo de estudar, ainda que por pouco tempo, as consequências da microgravidade em humanos e em outros sistemas.

Outras postagens sobre microgravidade: Microgravidade.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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Comentário do Prof. Alexandre C. Tort (IF-UFRJ)

Não fossem as forças resistivas bastaria desligar e religar os motores nos instantes indicados.  No referencial do avião, isto é: no referencial em queda livre, a gravidade foi eliminada. O experimento mostra que a gravitação é uma força fictícia. Ela pode ser eliminada com a escolha conveniente do referencial. No sentido einsteiniano, o avião em queda livre é um referencial inercial. Achei a pergunta inicial muito interessante.

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