Exercício 5 - Movimentos e forças: leis de Newton, moviment… · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2025

5. A Figura 7 apresenta um esquema simplificado de um dirigível, cheio de hélio, no seu movimento de subida e de descida. Para o fazer subir ou descer, é bombeado ar atmosférico, mais denso que o hélio, para fora ou para dentro de bolsas que se encontram no seu interior. Desta forma, varia a massa total do dirigível, mas, como o seu volume se mantém constante, a força de ascensão que nele atua, designada por impulsão, $\vec{I}$, permanece constante durante todo o movimento.

Considere que o dirigível pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) e que a resistência do ar é desprezável.

5.1. Considere que o dirigível, inicialmente em repouso a 10 m do solo, sobe verticalmente até aos 210 m em 40,4 s, com aceleração constante.

5.1.1.

Qual das opções seguintes pode representar equações do movimento do dirigível expressas em unidades do SI?

5.2.

Numa outra situação, o dirigível sobe na vertical, com aceleração de módulo $0{,}10\text{ m s}^{-2}$ e massa $m$ constante.

Determine a massa de ar atmosférico, $m_{\text{ar}}$, em função da massa do dirigível, $m$, que é preciso introduzir nas bolsas do dirigível para que este passe a descer com uma aceleração de módulo $0{,}10\text{ m s}^{-2}$.

Apresente todos os cálculos efetuados.

$m_{\text{ar}} =$