Questões de Vestibular
Sobre gravitação universal em física
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Quando a Lua está em quarto crescente ou quarto minguante, o triângulo formado pela Terra, pelo Sol e pela Lua é retângulo, com a Lua no vértice do ângulo reto. Oastrônomo grego Aristarco, do século III a.C., usou este fato para obter um valor aproximado da razão entre as distâncias da Terra à Lua, , e da Terra ao Sol, .
Imagine um hipotético planeta, distante do Sol 10 vezes mais longe do que a Terra se encontra desse astro, com massa 4 vezes maior que a terrestre e raio superficial igual à metade do raio da Terra. Considere a aceleração da gravidade na superfície da Terra expressa por g.
Um objeto, de massa m, a uma altura h acima do solo desse planeta, com h muito menor do que o raio superficial do planeta, teria uma energia potencial dada por m·g·h multiplicada pelo fator
Imagine um hipotético planeta, distante do Sol 10 vezes mais longe do que a Terra se encontra desse astro, com massa 4 vezes maior que a terrestre e raio superficial igual à metade do raio da Terra. Considere a aceleração da gravidade na superfície da Terra expressa por g.
Esse planeta completaria uma volta em torno do Sol em um tempo, expresso em anos terrestres, mais próximo de
Um satélite de transmissão de dados é posicionado estrategicamente sobre a cidade do Rio de Janeiro a uma altitude de 20.000 km.
Sabendo que este satélite é geoestacionário, i.e., fica parado em relação a uma localização geográfica no Rio de Janeiro, calcule o período da órbita deste satélite, em horas, em torno do eixo da terra.
A notícia “Satélite brasileiro cai na Terra após lançamento falhar”, veiculada pelo jornal O Estado de S. Paulo de 10/12/2013, relata que o satélite CBERS-3, desenvolvido em parceria entre Brasil e China, foi lançado no espaço a uma altitude de 720 km (menor do que a planejada) e com uma velocidade abaixo da necessária para colocá-lo em órbita em torno da Terra. Para que o satélite pudesse ser colocado em órbita circular na altitude de 720 km, o módulo de sua velocidade (com direção tangente à órbita) deveria ser de, aproximadamente,
Note e adote:
raio da Terra = 6 x 103 km
massa da Terra = 6 x 1024 kg
constante de gravitação universal G = 6,7 x 10-11m3 / (s2 kg)
O período aproximado de translação de Tétis ao redor de Saturno, em dias terrestres, é
Leia o texto a seguir.
CORREÇÃO DE NEWTON À TERCEIRA LEI DE KEPLER
As leis de Kepler são cinemáticas e foram fundamentais para permitir que Newton descobrisse as leis da mecânica e da gravitação.Com essas leis, Newton mostrou que a terceira lei de Kepler necessitava de uma pequena correção. Com essa correção, a terceira lei de Kepler se escreve:
Ou seja, a razão entre o cubo das distâncias médias dos planetas à estrela e o quadrado dos períodos dos movimentos é aproximadamente a mesma para todos os planetas. Ela depende também da massa m do planeta, que aparece somada à massa M da estrela no fator (M + m).
(Fonte: Adaptação de http://www.astro.iag.usp.br/~sylvio/
exoplanets/planetas.htm#47UMa) – Acesso em 22/04/2014.
(Adaptado Marvin Perry, Civilização Ocidental: uma história concisa. São Paulo: Martins Fontes, 1999, p. 289.)
É correto afirmar que as leis de Kepler
Sendo a massa da Terra 6,0 × 1024 kg, a razão entre as intensidades das forças gravitacionais que o Sol exerce sobre a Terra e sobre Apophis, FT / FA , quando ambos estão à mesma distância do Sol, é aproximadamente
Mas Kepler anunciou, também, em Astronomia Nova uma quarta lei, de características dinâmicas: a velocidade do planeta é, em qualquer instante, inversamente proporcional a sua distância ao Sol.”
Em relação à Quarta Lei de Kepler, pode-se afirmar, EXCETO, que:
(http://astro.if.ufrgs.br/esp.htm. Adaptado.)
Esse “bamboleio” sofrido pelo centro de massa da estrela pode ser explicado
Ao final de seu experimento, Cavendish determinou a densidade média da Terra em relação à densidade da água, a partir da expressão matemática da Lei da Gravitação Universal, , mas a experiência celebrizou- se pela determinação de G, constante gravitacional universal. Sendo F o módulo da força medido por meio de sua balança, conhecendo M, massa da esfera maior, e m, massa da esfera menor, Cavendish pôde determinar G pela seguinte expressão: