Patrick é um astronauta que está em um planeta onde a altura máxima que atinge com seus pulos verticais é de . Em um segundo planeta, a altura máxima alcançada por ele é seis vezes maior. Considere que os dois planetas tenham densidades uniformes e , respectivamente. Determine a razão entre o raio do segundo planeta e o raio do primeiro.


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Igor Ribeiro 21/07/2023, 19:44
Consideremos $g_1$ e $g_2$, respectivamente, as gravidades dos planetas de densidades $\mu$ e $\dfrac{2\mu}{3}$. Da relação de Torricelli, temos que, a uma mesma velocidade inicial $V$ de pulo:$$V^2 = 1\cdot g_1~~~~\text{e}~~~~~V^2 = 6\cdot g_2 \implies \color{green}{\dfrac{g_2}{g_1} = \dfrac{1}{6}}$$ Conhecendo a relação $g_i = 4/3 \cdot \pi \cdot G \cdot \mu_i \cdot R_i$ , e considerando $K = 4/3 \cdot \pi \cdot G$, para facilitar os cálculos, visto que $K$ é constante, temos:$$g_1 = K\cdot \mu \cdot R_1$$$$g_2 = K\cdot \dfrac{2\mu}{3} \cdot R_2$$Assim$$\dfrac{g_2}{g_1} = \dfrac{R_2}{R_1} \cdot \dfrac{2}{3} = \dfrac{1}{6} \implies \boxed{\dfrac{R_2}{R_1} = \dfrac{1}{4}}$$ $$\text{Alternativa } \mathbb{(B)}$$
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