Questões de Física - Gravitação Universal para Concurso
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Duas massas de 600 kg, cada uma distante uma da outra 6 m, têm como força gravitacional entre elas:
(Considere G = 6,67 x 10–11N . m²/kg².)
I. Geocentrismo: os seguidores de Aristóteles consideravam a teoria geocêntrica, onde a Terra era o centro do universo. Para Ptolomeu, a teoria geocêntrica era válida, mas também considerava que os planetas descreviam órbitas circulares em torno de um centro C, que, por sua vez, descreviam órbitas circulares em torno da Terra.
II. Heliocentrismo: estudando o sistema proposto por Ptolomeu, Nicolau Copérnico concorda com os tipos de movimentos, mas percebe que as respostas a seus estudos se adéquam ao colocar o Sol no centro do Universo e, com isso, ele introduz a ideia de um sistema heliocêntrico, onde vem se confirmar com Johannes Kepler e Galileu Galilei.
III. Além de descobrir evidências de que o sistema era realmente heliocêntrico, Kepler também contribuiu ao descobrir que as órbitas eram circulares e não elípticas.
IV. Galileu Galilei aponta um determinado instrumento para o céu, que mais tarde foi chamado de telescópio, e observa o movimento dos astros, os satélites de Júpiter, as fases de Vênus etc. A partir de então se estabelece o marco que divide a Cosmologia Antiga da Cosmologia Moderna.
Está(ão) INCORRETA(S) apenas a(s) afirmativa(s)
As imagens mostram que todo corpo colocado na superfície terrestre sofre a influência da força peso, que atrai esses corpos para o centro da Terra. Considerando a Teoria de Newton sobre a “aceleração da gravidade na superfície da Terra”, a força de atração gravitacional que existe entre a Terra e o corpo é dada pela equação:
(Disponível em: https://guiadoestudante.abril.com.br/estudo/resumo-de-fisica-gravitacao-universal/.)
Ainda, no século XVI, precisamente no ano de 1665, ao estudar o movimento da Lua, Newton concluiu que a força que faz com que ela esteja constantemente em órbita é do mesmo tipo que a força que a Terra exerce sobre um corpo em suas proximidades. A partir daí criou a Lei da Gravitação Universal. Sobre a Lei de Gravitação Universal, analise as afirmativas a seguir.
I. Dois pontos materiais atraem-se com forças cujas intensidades são diretamente proporcionais às suas massas e inversamente proporcionais ao quadrado da distância que os separa.
II. O termo G é uma constante de proporcionalidade denominada constante gravitacional universal.
III. Em unidades do SI, G = 6,67 × 10–11 N ∙ m²/kg².
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)
Em relação ao movimento dos objetos, julgue o item subsequente.
Considere que, em virtude da atração gravitacional, dois
asteroides, A e B, de massas equivalentes no espaço
interplanetário, atraiam-se e choquem-se, de modo que, se
uma pessoa estivesse em A, veria o asteroide B caindo sobre
sua cabeça; se estivesse em B, teria a mesma sensação.
Nessa situação hipotética, esse efeito ocorre devido à energia
potencial gravitacional do asteroide A, supondo-se que ele
caia de uma altura h do asteroide B.
( ) As grandes esferas de cristal encaixadas e girando uma dentro da outra, que são defendidas por Ptolomeu, não são refutadas por Copérnico. A própria teoria de Copérnico consistia apenas numa versão modificada do sistema ptolomaico transpondo os papéis da Terra e do Sol. ( ) Sob o aspecto da matemática e da quantidade de epiciclos que devem ser usados para explicar os movimentos dos corpos celestes Copérnico não constrói uma teoria tão diferente. Seu trabalho possui cálculos complexos e um número de círculos maior que do Almagesto. ( ) O modelo de Copérnico retira toda a complexidade dos movimentos aparentes de retrogressão e progressão observados para os planetas. Consegue atribuí-los completamente à Terra (de onde são observados os planetas) por conta de seu deslocamento em torno do Sol. Com isso, as irregularidades aparentes no céu ganham um modelo universal, e a autoridade do modelo ptolomaico (da astronomia matemática) é superada pela astronomia física. ( ) As navegações e as tentativas de reforma do calendário eram grandes motivações para se querer estudar os corpos celestes na época de Copérnico.
Considerando o modelo copernicano, suas realizações, contexto histórico, e as diferenças com o modelo ptolomaico-aristotélico, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.
Assinale a alternativa que apresenta a expressão correta para o valor do campo gravitacional terrestre a uma altura igual a da ISS (g’) em relação ao valor da gravidade na superfície do planeta (g).
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.
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