Questões de Física - Gravitação Universal para Concurso

Sobre a gravitação clássica, considere as afirmativas a seguir:

I. A energia potencial gravitacional de um satélite artificial orbitando a Terra é negativa e diminui nos casos em que o satélite cai em direção ao nosso planeta.
II. Se a Terra não realizasse o movimento de Rotação ao redor de si mesma, o dia duraria 1 ano.
III. O cubo da distância média de um planeta até o Sol é proporcional à raiz quadrada do tempo necessário para esse planeta realizar uma volta em torno do Sol.
IV. A força gravitacional, no interior da Terra, aumenta à medida que nos aproximamos do seu centro.

São VERDADEIRAS apenas as afirmativas:

Em nosso Sistema Solar, existe uma região entre Marte e Júpiter, entre 2,06 UA (unidades astronômicas) e 3,65 UA, onde localizamos o Cinturão de Asteroides. Grande parte da comunidade científica entende que, devido à influência de Júpiter, as condições necessárias para a formação de um planeta nessa região não foram satisfeitas. A força gravitacional exercida por Júpiter nos corpos celestes que compõem o cinturão é suficiente para desestabilizar suas órbitas ao redor do Sol, impedindo a formação de um planeta nessa região. Encontre a razão entre as respectivas forças que Júpiter e o Sol exercem num corpo celeste que se encontra no cinturão e numa distância de 2,6 UA do Sol, no instante em que o corpo celeste estiver mais próximo de Júpiter. Sabe-se que Júpiter orbita a 5,2 UA e sua massa é um milésimo da massa do Sol. Aproxime as órbitas para trajetórias circulares. Assinale a alternativa que corresponde a essa razão:

Uma pequena sonda espacial de massa igual a 600 kg é projetada para se mover no espaço externo ao sistema solar, utilizando uma vela solar de superfície prateada e quadrada, capaz de refletir praticamente toda a radiação incidente (na direção normal à superfície da vela). A vela solar deve possuir área suficiente para que a pressão de radiação seja capaz de resultar numa pequena aceleração que aponta para longe do sistema solar. Considerando que a única resistência ao movimento seja a existência da atração gravitacional do Sol, determine qual deve ser, aproximadamente, o menor valor (em metros) da medida da lateral dessa vela solar. Considere os valores aproximados a seguir: G = (20/3)×10^-11 , M = 2×10³⁰ kg, π = 3, P = 4,0×10²⁶ W e c = 3,0×10⁸ m/s, (G é a constante da gravitação universal, M é a massa do Sol, P é a potência total do Sol e c é a velocidade da luz no vácuo).

Com vestimenta própria para descer na Lua, um astronauta pesou, na Terra, 980 N. Considerando-se que o módulo da aceleração da gravidade na Terra seja igual a 9,8 m/s ² , então o valor da massa, em kg, do conjunto astronauta/vestimenta medida na superfície da Lua é igual a

Considere que seja possível transformar toda a energia de um quilograma de açúcar - 3.850 cal - em energia potencial gravitacional. Nessa situação, considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s ² e 1 cal = 4 joules, assinale a opção correspondente à altura, em metros, à qual seria possível elevar um objeto de 1 kg com a energia de 1 kg de açúcar.