Revisão - Astronomia

Revisão e complementos - Gravitação

by Rodrigo Diogo

​A Lei da Gravitação

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Considere a força exercida pela Terra sobre um satélite de comunicações que descreve uma órbita circular ao redor do planeta. Considere, também que essa é a única força que atua sobre o satélite. Qual é o trabalho realizado por essa força?

• O trabalho é nulo pois, a cada instante, a força é perpendicular à trajetória do satélite.

• O trabalho é não-nulo pois, a velocidade varia ao longo da trajetória do satélite.

• Não é possível determinar o valor do trabalho visto que, não se sabe o valor da força.

• Como não há variação no módulo da velocidade do satélite temos que o trabalho é nulo.

​Trabalho de F_G

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O trabalho da força gravitacional sobre um satélite que descreve uma órbita circular em torno de determinado planeta é nulo, ou seja, independe da trajetória. Logo, a força gravitacional é uma força conservativa. Sabendo disso, assinale a(s) alternativa(s) verdadeira(s).

• A energia mecânica do satélite é constante e dada pela soma da energia cinética com a energia potencial gravitacional.

• A energia mecânica (energia cinética + energia potencial gravitacional) do satélite é constante e igual a zero.

• A energia potencial gravitacional do satélite não varia porque a distância entre o centro do planeta e o satélite é constante.

• Como a velocidade do satélite é constante em módulo, sua energia cinética não varia.

​Em trajetórias circulares

​Considerando E_PG= 0 no infinito e que não há outra força atuando no satélite

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Seja um planeta que descreve uma órbita elíptica em torno do Sol. Avalie as proposições a seguir e assinale as que considerar correta.

• A energia mecânica do planeta é constante e dada pela soma da energia cinética com a energia potencial gravitacional.

• A energia mecânica (energia cinética + energia potencial gravitacional) do planeta é constante e igual a zero.

• A energia potencial gravitacional do satélite varia porque sua trajetória possui raio variável.

• Como a velocidade do planeta não é constante em módulo, sua energia cinética varia.

Trajetórias elípticas​

Draw

Represente, na imagem, o campo gravitacional da Terra

​Campo gravitacional

• ​As linhas de campo do campo gravitacional representam o padrão do campo gravitacional terrestre

• ​Direção e sentido: aponta para o centro

• ​Intensidade: regiões com maior densidade de linhas indicam regiões com maior campo gravitacional

Open Ended

Suponha que há um túnel que liga um ponto de um planeta a outro, passando pelo centro desse planeta. Como se comporta a aceleração de um objeto que é abandonado em uma das aberturas do túnel.

Open Ended

A narrativa presente na imagem está correta? Explique.

​Caindo pelo planeta

• O campo gravitacional existe fora e dentro do planeta

• ​Ao "cair" pelo túnel, inicialmente a aceleração aumenta pois ele está mais próximo do centro, onde há materiais muito densos

• ​Depois desse ponto, a aceleração diminui. A massa que "fica para trás" exerce força contrária à força exercida pela massa que está a frente

• ​No centro a aceleração se anula, pois a força que acelera e a força que retarda o movimento são iguais em módulo

• ​A partir desse ponto a aceleração aumenta

• ​Se ninguém pegar o objeto do outro lado do túnel, ele voltará a cair e oscilará em torno do centro do planeta

Boas férias. Feliz Natal e Feliz Ano Novo!!!​

Até 2022!!!​