Questões de Concurso Sobre gravitação universal em física

A imagem abaixo foi elaborada por Isaac Newton em sua obra Principia onde registra-se o movimento orbital ao redor de um planeta, costumeiramente ligada à representação pictórica da frase “um corpo em órbita é um corpo em queda permanente”. 

Considere um ponto bem elevado do planeta como o Aconcágua, em Mendoza na Argentina, com aproximadamente 7 km de altitude, que será lançado em movimento orbital. Utilize, se necessário, os valores aproximados de 6,67 x 10^-11 N.m² /kg² para a constante da gravitação universal, de 6.10²⁴ kg para a massa da Terra, 6.400 km para o raio da Terra e √10 = 3,2.

Para fins de cálculo, considere a aproximação: 6,67 = 20/3.

No contexto dessa analogia, analise as afirmações desprezando-se todos os efeitos dissipativos possíveis:

I. Seria possível lançar um objeto horizontalmente de maneira a realizar uma volta completa ao redor de um planeta.

II. Um objeto de 1kg lançado do topo do Aconcágua com velocidade de aproximadamente 1 km/s não conseguiria realizar uma volta completa ao redor da Terra.

III. Considerando as órbitas mais elevadas (distantes da superfície). Nestas condições, a velocidade da órbita é dependente da massa do planeta, da massa do objeto e da distância entre seus centros de massa.

Estão corretas as afirmativas:

Júpiter e suas luas são observáveis com um telescópio amador. As quatro maiores luas de Júpiter foram descobertas por Galileu em 1610 e marcam o início da exploração do cosmos por meio de telescópios.

Sabendo-se que o período orbital da lua Europa é aproximadamente o dobro do período orbital da lua Io, e que o período orbital da lua Ganímedes é aproximadamente o dobro do período orbital da lua Europa, assinale a alternativa que melhor representa uma possível configuração visível em uma observação do céu em que essas três luas e Júpiter estão alinhados no plano perpendicular à direção de observação (plano de observação). As linhas horizontais estão equidistantes e considere ³√4 =1,6.

Sobre o Sistema Solar, assinale a afirmativa incorreta.

Um estudante, quando aprendeu a Lei da Gravitação Universal, ao saber que o primeiro satélite artificial da Terra, o Sputinik 1, lançado em 1957, tinha o tamanho de uma bola de basquete, resolveu estimar sua velocidade orbital, supondo sua órbita circular.
Para isto pesquisou na internet e obteve os valores da massa e do raio da Terra, da massa do Sputinik 1 e da altitude em que se encontrava e da constante de gravitação universal.
Ao fazer os cálculos verificou que era desnecessário saber o valor

De acordo com a mecânica de Newton, prevista na obra Princípios Matemáticos de Filosofia Natural, assinale a alternativa correta.

Em relação à forma da Terra, assinale a alternativa correta.

A fim de entender o movimento planetário, ___________________, renomado físico, se fundamentou no modelo heliocêntrico de ___________________ para basear seus estudos. Analisando, então, o movimento dos planetas, ele apresentou uma explicação, na qual mostrava que esse movimento era baseado em uma atração entre os corpos, nesse caso, entre os planetas, que ficou conhecida como ___________________ .

As lacunas devem ser preenchidas, correta e respectivamente, por

Um exemplo de concepção prévia, um conhecimento ou representação que a pessoa elabora a partir de uma primeira e superficial interpretação de um fenômeno, é considerar que os astronautas flutuam dentro da Estação Espacial Internacional porque não há força gravitacional no vácuo. Uma estratégia para tentar modificar essas concepções é, ao invés de simplesmente apresentar a resposta correta, apresentar situações em que as explicações fornecidas pelas concepções prévias falhem, gerando conflitos cognitivos. Com base nessa estratégia, uma afirmação que pode produzir conflito cognitivo com relação à concepção citada é

Em uma carta enviada ao cientista Robert Hooke em 1676, Isaac Newton escreveu “se vi mais longe, foi por estar de pé sobre ombros de gigantes”, destacando a importância dos trabalhos realizados por pesquisadores anteriores a ele no desenvolvimento da Teoria da Gravitação Universal. Dois desses gigantes foram:

Um asteroide de aproximadamente um quilômetro de largura irá passar perto da Terra no começo da noite desta terça-feira (18). O ponto mais próximo desta trajetória (de aproximadamente dois milhões de quilômetros da Terra) está previsto para ser percorrido às 18h50 (horário de Brasília).

(Disponível em: https://g1.globo.com)

Considerando a constante de gravitação universal igual a 6,7 × 10⁻¹¹ N . m²/kg², a massa da Terra igual a 6,0 × 10²⁴ kg e que a massa do asteroide seja 1,0 × 10¹⁷ kg, a intensidade da força de atração gravitacional entre a Terra e esse asteroide no ponto de máxima aproximação era, em newtons, de

A gravitação universal é uma lei física descrita por Isaac Newton, na qual “dois corpos atraem-se por uma força que é ___________ proporcional __________ de suas massas e __________ proporcional ___________ da distância que os separa”.
Assinale a alternativa que preenche, corretamente, a sequência de lacunas.

O matemático e astrônomo alemão Johannes Kepler teve importante contribuição para a astronomia ao descrever o movimento dos astros em suas três leis. Uma das observações propostas por Kepler foi que as órbitas dos Planetas não eram circulares, e sim elípticas, com o Sol ocupando a posição de um dos focos. Nessas órbitas elípticas, os Planetas se movimentam mais rapidamente quando estão mais próximos do Sol (periélio) e mais lentamente ao se encontrarem mais distantes (afélio). Essa diferença entre as velocidades dos Planetas quando estão mais próximos e mais distantes do Sol pode ser explicada pela:

A órbita de um satélite geoestacionário ao redor da Terra tem período igual ao de rotação do planeta, de modo que um observador situado na superfície da Terra percebe o satélite fixo no céu. Para que um satélite geoestacionário permaneça em órbita, esta deve estar próxima ao plano que contém a linha do Equador terrestre e a intensidade da força de atração gravitacional entre esse satélite e a Terra deve ser 

Um eclipse lunar só pode acontecer quando o Sol, a Terra e a Lua estiverem alinhados e a Lua estiver na fase

Há uma velocidade mínima de lançamento para cima a partir da qual o corpo lançado escapa completamente do campo gravitacional terrestre. Com relação a essa velocidade mínima ou velocidade de escape, são feitas as afirmações:
I. A velocidade de escape depende da massa do corpo lançado;
II. A velocidade de escape depende da massa da Terra;
III. A velocidade de escape é dada por v = (GM/R)^1/2, onde G é constante de gravitação , R e M são o raio e a massa da Terra;
IV. Desprezando a resistência do ar, a velocidade de escape é da ordem de 11,2 Km/s.

É(São) CORRETA(S) a(s) afirmação(ões):

Considere dois planetas perfeitamente esféricos A e B, maciços de raios iguais a R, mas massas MA = M e MB = 4M. Seus centros estão separados por uma distância igual a 6R. Um satélite de massa m é lançado da superfície do planeta de massa A diretamente em direção ao centro do planeta B. 
Qual a expressão para a velocidade mínima v do satélite para que ele atinja a superfície do segundo planeta?