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Examine a figura abaixo.No estudo da gravitação, o físico...
Examine a figura abaixo.
No estudo da gravitação, o físico inglês Isaac Newton demonstrou o chamado teorema das cascas esféricas, que afirma que uma esfera homogênea exerce, sobre um corpo situado fora dela, a mesma força gravitacional que uma massa puntiforme colocada em seu centro. Se abrirmos uma cavidade esférica dentro de uma esfera maciça, parte da massa original é removida. Assim, o efeito gravitacional da esfera com cavidade sobre um corpo externo pode ser entendido, pelo princípio da superposição, como a soma do efeito de uma esfera maciça completa com o efeito de uma esfera de massa "negativa", correspondente à massa retirada. A figura acima mostra uma esfera maciça homogênea de raio R e densidade volumétrica constante, na qual foi escavada uma cavidade esférica de raio R/2. A superfície da cavidade passa pelo centro O da esfera e é tangente à superfície externa no lado esquerdo, conforme ilustrado na figura. Considere M como sendo a massa da esfera completa (antes da cavidade). Uma partícula de massa m=10M/23 encontra-se fora da esfera, a uma distância r = 2R do centro O. Sendo G a constante gravitacional, o módulo da força gravitacional exercida pela esfera com cavidade sobre a partícula é dado por: