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Projeto de Pesquisa

Dinâmica de um sistema de massa variável: Soluções analíticas sobre força externa constante e perda passiva de massa

Em execução

Em diversos contextos da mecânica clássica, existe o pressuposto da constância da massa inercial. Este artigo analisa, à luz dos Fundamentos da Física, a dinâmica de sistemas mecânicos que não fazem essa suposição inicial. A pesquisa se concentra na modelagem analítica de um corpo que, durante um certo tempo, sofre um decaimento linear de sua massa (modelo mais simples), devido à ação contínua de uma força externa constante. A principal intenção é deduzir e analisar, com rigor matemático, as funções horárias de aceleração, velocidade e posição para este sistema. A formulação teórica parte da Segunda Lei de Newton, via variação do momento linear, bem como da utilização das transformações de Galileu entre referenciais inerciais como fundamento. Essas transformações são apresentadas como instrumentos operacionais essenciais para assegurar a validade estrutural da força em relação a diferentes referenciais inerciais. Separando o termo de inércia, o trabalho consiste em resolver a equação diferencial de movimento generalizada no regime de perda de massa puramente passiva, onde a velocidade de desprendimento relativa é zero, eliminando os efeitos de impulso da massa perdida. As integrais que surgem possuem soluções analíticas exatas que demonstram como o decaimento inercial, contínuo, transforma a cinemática do objeto, modificando o padrão de movimento linear no tempo por um aumento logarítmico na velocidade, o que resulta em uma transição não parabólica na trajetória. O modelo também define de forma rigorosa o período de tempo durante o qual sua validade física se mantém, estabelecendo os limites necessários para evitar um colapso analítico diante de situações extremas, como a aceleração infinita ou a presença de massas negativas. Por fim, a solidez metodológica é confirmada ao demonstrar que, no limite matemático em que a taxa de variação da massa se aproxima de zero, as equações de movimento generalizadas obtidas se reduzem, de forma impecável, às formulações clássicas da cinemática com massa inercial constante.

Projeto importado do Suap em 07/09/2026 às 03:11 (há 13 horas, 27 minutos)