A respeito da energia mecânica de foguetes em lançamento vertical a partir da superfície da Terra, consumindo todo o combustível, pode-se afirmar que (considere apenas o sistema Terra-foguete)
A)a conversão de energia química do combustível para energia cinética do foguete é mais eficiente conforme a energia potencial gravitacional diminui.
B)a energia potencial gravitacional do foguete é nula após uma certo limiar de distância da superfície Terrestre.
C)após a queima de todo o combustível, a energia química da reação terá sido convertida integralmente em energia cinética do foguete.
D)um foguete com maior massa e mesma quantidade de combustível que um foguete de menor massa contém mais energia, portanto atinge maiores velocidades.
Resolução comentadaA resposta oficial adota a ideia de que uma menor parcela de energia destinada ao aumento da energia potencial deixa uma parcela maior disponível para o ganho de energia cinética, mantidas as demais condições.
Em um balanço simplificado, incluindo o combustível e os produtos da combustão, podemos escrever:
$$E_{\mathrm{química,liberada}}=\Delta K+\Delta U_g+E_{\mathrm{outras}}$$
A alternativa oficial é interpretada como essa comparação entre as parcelas de energia, e não como uma afirmação de que a energia potencial diminui durante toda a subida.
A energia potencial gravitacional não se torna nula em uma distância finita por um limiar físico; seu zero é uma escolha de referência. Toda a energia química também não vira energia cinética do foguete, e aumentar a massa não garante maior velocidade com o mesmo combustível.
Ressalva: a redação não define eficiência nem explicita o papel dos gases expelidos. O sistema Terra-foguete, se excluir esses gases, troca massa e energia. Portanto, a alternativa oficial não constitui uma descrição completa da propulsão.
Alternativa A.
