Questões de Vestibular Sobre gravitação universal em física

Considere uma nave com tripulação transportando bichos-da-seda, cada um com massa, aproximadamente, igual a 8,0g, em órbita circular, em torno da Terra, a uma altitude igual a 3R.

Admitindo-se que, na superfície terrestre, a aceleração da gravidade tem intensidade igual a 10,0m/s² e o raio da Terra é igual a R, é correto afirmar que o peso de cada bicho-da-seda será igual, em 10⁻³ N, a

    Para completar minha obra, restava uma última tarefa: encontrar a lei que relaciona a distância do planeta ao Sol ao tempo que ele leva para completar sua órbita.

    Por fim, já quase sem esperanças, tentei T²/D³. E funcionou! Essa razão é igual para todos os planetas! No início, pensei que se tratava de um sonho. Essa é a lei que tanto procurei, a lei que liga cosmo e mente, que demonstra que toda a Criação provém de Deus. Minha busca está encerrada.

(Apud Marcelo Gleiser. A harmonia do mundo, 2006. Adaptado.)

A lei mencionada no texto refere-se ao trabalho de um importante pensador, que viveu

Os planetas orbitam em torno do Sol pela ação de forças. Sobre a força gravitacional que determina a órbita da Terra, é correto afirmar que depende

Base de lançamento de foguetes de Alcântara no Brasil é mais próxima do equador que existe no mundo, o que a torna estratégica para o lançamento de satélites geoestacionários. Lançado da estação de Alcântara,um satélite precisa de menor consumo de combustível para correção em sua órbita, estando já muito próximo do plano da órbita que desenvolverá. Os satélites posicionados na órbita geoestacionária mantêm movimento estacionário(fixo) com respeito à superfície da Terra, acompanhando-a em seu giro, e são fundamentais para o sistema de telecomunicações, para calibração e orientação do Sistema de Posicionamento Global (GPS) e para o mapeamento atmosférico, climático e ambiental. A igualdade entre a força centrípeta e a força gravitacional entre o satélite e a Terra leva ao raio da órbita geoestacionária de cerca de 4⨯10⁴ km. Considere que o raio terrestre no equador é de cerca de 6 ⨯ 10³ km, e lembre-se que o período de rotação da terra em relação a seu eixo é de 24h. Considerando um referencial fixo no centro da Terra, assinale a alternativa que indica corretamente os valores respectivos da velocidade do satélite, ainda na base, antes de ser lançado e o módulo da diferença entre essa velocidade e de quando ele for posto em órbita geoestacionária.Considere π =3.

A astronomia observacional, além de fornecer dados para análise científica da evolução do universo,também permitiu o desenvolvimento de tecnologia. Observar o céu permitiu o desenvolvimento de sistemas de navegação em terra,orientados pelas estrelas no céu e a observação de estrelas e planetas que levou ao desenvolvimento de bens tecnológicos modernos como a Câmera Digital(câmera CCD),muito presente no cotidiano na atualidade. Invenção esta de 1969, de Willard S. Boyle e George E. Smith e laureada com o prêmio Nobel há 10 anos. Neste ano de 2019, o prêmio Nobel foi dado aos cientistas suíços Michel Mayor e Didier Queloz, que em 1995 obtiveram a primeira descoberta conclusiva de um planeta fora do sistema solar. O exoplaneta tem massa de cerca da metade da massa de Júpiter e orbita a estrela 51 Pegasi da constelação de Pégaso - que tem aproximadamente a mesma massa que o Sol. A observação foi realizada a partir das “variações periódicas na velocidade radial da estrela”.Os cientistas determinaram que a órbita desse planeta, em torno da 51 Pegasi, tem pouca excentricidade e pode ser considerada circular, com apenas 8 milhões de quilômetros de raio.
Massa de Júpiter = 320 Massa da Terra 1 Massa do Sol = 330 000 Massa da Terra Distância (média) Sol - Terra = 150 x 10⁶ km
Assinale a alternativa que corretamente identifica, a partir dos valores obtidos pelos cientistas, a magnitude da força gravitacional entre 51 Pegasi e o planeta, em relação à força existente entre o Sol e a Terra.

Considere uma esfera de raio R sobre um plano inclinado próximo à superfície da Terra. A esfera está inicialmente parada e na iminência de iniciar uma descida sem deslizamento de sua superfície em relação ao plano. Isto ocorre pelo efeito da força de atrito, cujo módulo é F. Sobre a esfera também atuam a força peso e a normal, cujos módulos são P e N, respectivamente. Os módulos dos torques das forças de atrito, peso e normal em relação ao eixo de rotação da esfera são respectivamente

Considere um objeto de massa m acima da superfície da Terra, cuja massa é M_T, e a uma distância d do seu centro. Aplicando-se a segunda lei de Newton ao objeto e supondo que a única força atuando nele seja dada pela lei da gravitação universal, com G sendo a constante de gravitação universal, sua aceleração é

Uma espaçonave está em uma trajetória em linha reta da terra para a lua. Considerando somente interações sobre a espaçonave devidas à terra e à lua, o ponto onde a força gravitacional da terra sobre a espaçonave é máxima localiza-se

Considere a aceleração da gravidade em função da distância d à superfície da terra de acordo com a lei da gravitação universal. A esta distância d da superfície existem dois osciladores: um massa-mola e o outro, um pêndulo simples. A respeito de suas frequências de oscilação, pode-se afirmar corretamente que

Considere que um satélite meteorológico, passe exatamente acima de uma dada floresta a cada 4,8 horas. Se compararmos o raio da órbita do referido satélite meteorológico com o raio da órbita de um satélite de comunicação geoestacionário, considerando, para simplificar o problema, que ambos os satélites se locomovam em movimento circular uniforme, em torno do planeta Terra, no plano do equador, girando no mesmo sentido da rotação da Terra, então podemos afirmar que o raio da órbita do satélite meteorológico é aproximadamente:

Um planeta orbita em um movimento circular uniforme de período T e raio R, com centro em uma estrela. Se o período do movimento do planeta aumentar para 8T, por qual fator o raio da sua órbita será multiplicado?

Johannes Kepler (1571-1630) foi um cientista dedicado ao estudo do sistema solar. Uma das suas leis enuncia que as órbitas dos planetas, em torno do Sol, são elípticas, com o Sol situado em um dos focos dessas elipses. Uma das consequências dessa lei resulta na variação

Um buraco negro é um corpo cuja densidade é tão grande que a aceleração da gravidade no seu interior tende ao infinito de tal maneira que nem a luz emitida em seu interior consegue escapar. O raio de um buraco negro pode ser definido, então, como sendo a distância entre o seu centro e o ponto no qual uma partícula de massa m alcançaria a velocidade da luz se fosse abandonada em repouso no infinito. Se um buraco negro tem massa M = 27.10²⁴ kg, então, seu raio, em milímetros, deve ser igual a:
Dados: Constante gravitacional G = 6,67.10^-11 m³ /kg.s² Velocidade da luz c = 3,00.10⁸ m/s Energia potencial gravitacional: U = – GMm/R

Ao cair de uma altura próxima à superfície da Terra, uma maçã de massa igual a 100g causa no planeta uma aceleração aproximadamente igual a

Um experimento de astronomia foi esquematizado como se ilustra na FIGURA 03.
FIGURA 03 .


Nesse esquema, em uma observação astronômica realizada no mês de janeiro, um pesquisador observa a estrela E e a localiza – contra o fundo das chamadas “estrelas fixas” – na posição P. No mês de julho, ao repetir a observação dessa mesma estrela E, o pesquisador a localizará na posição

Em setembro de 2010, cientistas anunciaram a descoberta do planeta Gliese 581g, localizado fora do Sistema Solar. O planeta orbita a estrela Gliese 581, a 20 anos-luz de distância do Sol, e tem temperaturas similares à do nosso planeta, o que gerou especulações de que ele poderia abrigar água em estado líquido e, potencialmente, vida. Se Gliese 581g possui massa 4 vezes maior e raio 1,2 vezes maior que a Terra, qual a razão g_T/g_G entre as acelerações da gravidade nas superfícies da Terra e de Gliese 581g?

Um satélite geoestacionário é um satélite que se move em uma órbita circular acima do Equador da Terra seguindo o movimento de rotação do planeta em uma altitude de 35.786 km. Nesta órbita, o satélite parece parado em relação a um observador na Terra. Satélites de comunicação, como os de TV por assinatura, são geralmente colocados nestas órbitas geoestacionárias. Assim, as antenas colocadas nas casas dos consumidores podem ser apontadas diretamente para o satélite para receber o sinal. Sobre um satélite geoestacionário é correto afirmar que:

Recentemente foi divulgado pela revista norte-americana Nature a descoberta de um planeta potencialmente habitável (ou com capacidade de abrigar vida) na órbita de Próxima Centauri, a estrela mais próxima do nosso sistema solar. Chamado de Próxima-b, o nosso vizinho está a "apenas" 4,0 anos-luz de distância e é considerada a menor distância entre a Terra e um exoplaneta. Considerando que a sonda espacial Helios B (desenvolvida para estudar os processos solares e que atinge uma velocidade máxima recorde de aproximadamente 250.000 km/h) fosse enviada a esse exoplaneta, numa tentativa de encontrar vida, qual a ordem de grandeza, em anos, dessa viagem?

Considere que o movimento da sonda é retilíneo uniforme, que 1 ano-luz = 1x10¹³ km e que 1 ano terrestre tenha exatos 365 dias.

Fonte: adaptado de http://www.newsjs.com - redação olhardigital.uol.com.br. Acesso em 01/09/2016)  

O Telescópio Espacial Hubble terá um sucessor até 100 vezes melhor, pois foi projetado para ser o mais avançado telescópio jamais construído, James Webb promete descobertas e belas imagens. Esse telescópio está a 570,0km acima da superfície terrestre e revolucionou a maneira de o homem observar o Universo, pois representa o avanço mais significativo na astronomia desde o telescópio de Galileu. Com ele, é possível observar os planetas do Sistema Solar, estrelas e galáxias mais distantes. (FARIA, 2017).

Considerando-se o raio médio e a massa da Terra iguais a 6,4.10³km e 6,0.10²⁴kg, respectivamente, e a Constante da Gravitação Universal igual a 6,7.10⁻¹¹N.m² /kg² , é correto afirmar que a velocidade com que o Hubble realiza sua órbita em torno da Terra, em 10³ m/s, é, aproximadamente, igual a

Considerando um fornecimento constante de energia até o seu total esgotamento, podemos estimar, de acordo com o texto, que a energia dissipada pela bateria da Voyager 1 nos próximos 10 anos será de, em joules, aproximadamente: