Questões Militares Sobre força gravitacional e satélites em física

Quatro corpos pontuais, cada qual de massa m, atraem-se mutuamente devido à interação gravitacional. Tais corpos encontram-se nos vértices de um quadrado de lado L girando em torno do seu centro com velocidade angular constante. Sendo G a constante de gravitação universal, o período dessa rotação e dado por

Considere uma estrela de neutrons com densidade media de 5 x 10¹⁴g/cm³, sendo que sua frequência de vibração radial v e função do seu raio R, de sua massa m e da constante da gravitação universal G. Sabe-se que v e dada por uma expressão monomial, em que a constante adimensional de proporcionalidade vale aproximadamente 1. Entao o valor de v e da ordem de

Patrick é um astronauta que está em um planeta onde a altura máxima que atinge com seus pulos verticais é de 0,5 m. Em um segundo planeta, a altura máxima alcançada por ele é seis vezes maior. Considere que os dois planetas tenham densidades uniformes μ e 2μ/3, respectivamente. Determine a razão entre o raio do segundo planeta e o raio do primeiro.

Analise a figura a seguir.

A figura acima exibe um sistema binário de estrelas, isolado, que é composto por duas estrelas de mesmo tamanho e de mesma massa M. O sistema, estável, gira em torno do seu centro de massa com um período de rotação constante T. Sendo D a distância entre as estrelas e G a constante gravitacional universal, assinale a opção correta.

Uma nave espacial de massa M é lançada em direção à lua. Quando a distância entre a nave e a lua é de 2,0.10⁸ m, a força de atração entre esses corpos vale F. Quando a distância entre a nave e a lua diminuir para 0,5.10⁸ m, a força de atração entre elas será:

Considere um satélite em órbita geoestacionária em torno do equador terrestre. Sendo M a massa da Terra, T o período de revolução da Terra em torno de seu eixo e G a constante gravitacional universal, qual a velocidade mínima que se deve imprimir a esse satélite para que ele escape da atração gravitacional terrestre?

Uma carga q de massa m é solta do repouso num campo gravitacional g onde também atua um campo de indução magnética uniforme de intensidade B na horizontal. Assinale a opção que fornece a altura percorrida pela massa desde o repouso até o ponto mais baixo de sua trajetória, onde ela fica sujeita a uma aceleração igual e oposta à que tinha no início.

Analise a figura abaixo. 

        

Na figura acima, tem-se duas cascas esféricas concêntricas: casca A de raio r_A=l,0m e casca B de raio r_B=3,0m, ambas com massa M e com os centros em x = 0 . Em x=20m, tem-se o centro de uma esfera maciça de raio r_c=2,0m e massa 81M. Considere agora, uma partícula de massa m colocada em x=2,0m, Sendo G a constante gravitacional, qual a força gravitacional resultante sobre a partícula? 

Em 1665, Issac Newton prestou uma contribuição fundamental à física ao demonstrar que não existe diferença entre a força que mantém a Lua em órbita e a força responsável pela queda de uma maçã. Newton chegou à conclusão de que não só a Terra atrai as maçãs e a Lua, mas também cada corpo do universo atrai todos os demais; essa tendência dos corpos de se atraírem mutuamente é chamada de gravitação. Newton propôs uma lei para essa força, a chamada lei da gravitação de Newton.

Halliday e Resnick, Fundamentos da física. 8.ª ed. LTC, 2009 (com adaptações)

Considere duas massas, m₁ e m₂, separadas por uma distância r. Sendo G a constante gravitacional, a expressão do módulo da força gravitacional entre essas massas é expressa por

De acordo com a equação da força gravitacional, é correto afirmar que:

Pela teoria Newtoniana da gravitação, o potencial gravitacional devido ao Sol, assumindo simetria esférica, é dado por −V = GM/r, em que r é a distância média do corpo ao centro do Sol. Segundo a teoria da relatividade de Einstein, essa equação de Newton deve ser corrigida para −V = GM/r + A/r² , em que A depende somente de G, de M e da velocidade da luz, c. Com base na análise dimensional e considerando k uma constante adimensional, assinale a opção que apresenta a expressão da constante A, seguida da ordem de grandeza da razão entre o termo de correção, A/r² , obtido por Einstein, e o termo GM/r da equação de Newton, na posição da Terra, sabendo a priori que k=1.

Três satélites orbitam ao redor da Terra: o satélite S₁ em uma órbita elíptica com o semi-eixo maior a₁ e o semi-eixo menor b₁; o satélite S₂ em outra órbita elíptica com semi-eixo maior a₂ e semi-eixo menor b₂; e o satélite S₃ em uma órbita circular com raio r.

Considerando que r = a₁ = b₂, a₁ ≠ b₁ e a₂ ≠ b₂, é correto afirmar que

Considere um túnel retilíneo que atravesse um planeta esférico ao longo do seu diâmetro. O tempo que um ponto material abandonado sobre uma das extremidades do túnel leva para atingir a outra extremidade é

Dados:

• constante de gravitação universal: G;

• massa específica do planeta: ρ.

Consideração:

• Para efeito de cálculo do campo gravitacional, desconsidere a presença do túnel.

Conforme a definição da Lei da Gravitação Universal, a constante gravitacional universal (G = 6,67 x 10^-11

Nm²/kg²)

Em um planeta distante da Terra, em outro sistema planetário, cientistas, obviamente alienígenas, estudam a colocação de uma estação orbital entre o seu planeta e sua lua, conforme pode ser visto na figura. Visando ajudá-los, determine a que distância, em km, do centro do planeta a estação (considerada uma partícula) deve ser colocada, de forma que a resultante das forças gravitacionais que atuam sobre a estação seja nula.

Observações:

-Massa do planeta alienígena: 25 .10²⁰ kg.

-Massa da lua alienígena: 4 . 10¹⁸ kg.

-Distância do centro do planeta ao centro da lua: 312 .10³ km.

-Considere o instante em que o planeta, a lua e a estação estão alinhados, conforme a figura.

Para a realização de um filme de ficção científica, o diretor imaginou um planeta β cujo raio é a metade do raio da Terra e a massa é dez vezes menor que a massa da Terra. O diretor, então, consultou um físico a fim de saber qual deveria ser o valor correto da aceleração da gravidade a qual estaria submetido um ser na superfície do planeta β. O físico, de acordo com as Leis da Gravitação Universal e adotando como referência uma pessoa na superfície da Terra, cuja aceleração da gravidade vale 10 m/s² , disse que o valor da aceleração da gravidade para esse ser na superfície de β seria de _______ m/s² .

Dois corpos de massas m₁ e m₂ estão separados por uma distância d e interagem entre si com uma força gravitacional F. Se duplicarmos o valor de m₁ e reduzirmos a distância entre os corpos pela metade, a nova força de interação gravitacional entre eles, em função de F, será

Considere um sistema formado por dois corpos celestes de mesma massa M, ligados pela força de atração gravitacional. Sendo d a distância entre seus centros e G a constante gravitacional, qual é a energia cinética total do sistema, sabendo que os dois corpos giram em torno do centro de massa desse sistema?

Considere o raio da Terra igual a 6,39.10³ km. Para que a aceleração da gravidade sobre um foguete seja 19% menor do que o seu valor na superfície da Terra, o foguete deverá atingir a altitude, em quilômetros, de

Um satélite encontra-se em órbita circular a 4800km de altura e em determinado momento realiza uma mudança de órbita, também circular, para uma altura de 1800 km. Considerar o raio da Terra como R=6400 km, a massa da terra como M=6 x 10²⁴ kg e a constante gravitacional como G=6,7 x 10^-11N.m² /kg² .

Marque a opção que indica, em valor aproximado, respectivamente, a velocidade da órbita inicial, a variação de velocidade, ao estabelecer a nova órbita, e o número de voltas em torno da Terra na nova órbita, por dia.