QUESTÕES ENEM - Gravitação Universal

(ENEM 2015) Observações astronômicas indicam que no centro de nossa galáxia, a Via Láctea, provavelmente exista um buraco negro cuja massa é igual a milhares de vezes a massa do Sol. Uma técnica simples para estimar a massa desse buraco negro consiste em observar algum objeto que orbite ao seu redor e medir o período de uma rotação completa, T, bem como o raio médio, R, da órbita do objeto, que supostamente se desloca, com boa aproximação, em movimento circular uniforme. Nessa situação, considere que a força resultante, devido ao movimento circular, é igual, em magnitude, à força gravitacional que o buraco negro exerce sobre o objeto. A partir do conhecimento do período de rotação, da distância média e da constante gravitacional, G, a massa do buraco negro é:

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(ENEM 2010) Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada pela seta.A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera — uma no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens, gera a imagem que é captada pelos telescópios, no espaço ou na Terra. O desaparecimento da faixa sul pode tersido determinado por uma alteração:

• na temperatura da superfície do planeta.

• no formato da camada gasosa do planeta.

• no campo gravitacional gerado pelo planeta.

• na composição química das nuvens do planeta.

• na densidade das nuvens que compõem o planeta.

(ENEM 2009) Na linha de uma tradição antiga, o astrônomo grego Ptolomeu (100-170 d.C.) afirmou a tese do geocentrismo, segundo a qual a Terra seria o centro do universo, sendo que o Sol, a Lua e os planetas girariam em seu redor em órbitas circulares. A teoria de Ptolomeu resolvia de modo razoável os problemas astronômicos da sua época. Vários séculos mais tarde, o clérigo e astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543), ao encontrar inexatidões na teoria de Ptolomeu, formulou a teoria do heliocentrismo, segundo a qual o Sol deveria ser considerado o centro do universo, com a Terra, a Lua e os planetas girando circularmente em torno dele. Por fim, o astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571- 1630), depois de estudar o planeta Marte por cerca de trinta anos, verificou que a sua órbita é elíptica. Esse resultado generalizou-se para os demais planetas.

A respeito dos estudiosos citados no texto, é correto afirmar que:

• a) Ptolomeu apresentou as ideias mais valiosas, por serem mais antigas e tradicionais.

• b) Copérnico desenvolveu a teoria do heliocentrismo inspirado no contexto político do Rei Sol.

• c) Copérnico viveu em uma época em que a pesquisa científica era livre e amplamente incentivada pelas autoridades.

• d) Kepler estudou o planeta Marte para atender às necessidades de expansão econômica e científica da Alemanha.

• e) Kepler apresentou uma teoria científica que, graças aos métodos aplicados, pôde ser testada e generalizada.

(ENEM 2017) Conhecer o movimento das marés é de suma importância para a navegação, pois permite definir com segurança quando e onde um navio pode navegar em áreas, portos ou canais. Em média, as marés oscilam entre alta e baixa num período de 12 horas e 24 minutos. No conjunto de marés altas, existem algumas que são maiores do que as demais. A ocorrência dessas maiores marés tem como causa:

• a) a rotação da Terra, que muda entre dia e noite a cada 12 horas.

• b) os ventos marítimos, pois todos os corpos celestes se movimentam juntamente

• c) o alinhamento entre a Terra, a Lua e o Sol, pois as forças gravitacionais agem na mesma direção.

• d) o deslocamento da Terra pelo espaço, pois a atração gravitacional da Lua e a do Sol são semelhantes.

• e) a maior influência da atração gravitacional do Sol sobre a Terra, pois este tem a massa muito maior que a da Lua.

(ENEM 2014) Um professor utiliza essa história em quadrinhos para discutir com os estudantes o movimento de satélites. Nesse sentido, pede a eles que analisem o movimento do coelhinho, considerando o módulo da velocidade constante. Desprezando a existência de forças dissipativas, o vetor aceleração tangencial do coelhinho, no terceiro quadrinho, é:

• a) nulo.

• b) paralelo à sua velocidade linear e no mesmo sentido.

• c) paralelo à sua velocidade linear e no sentido oposto.

• d) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para o centro da Terra.

• e) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para fora da superfície da Terra.

(ENEM 2019) Dois satélites artificiais, S1 e S2, de massas M e 2M, respectivamente, estão em órbita ao redor da Terra e sujeitos ao seu campo gravitacional. Quando o satélite S1 passa por um determinado ponto do espaço, sua aceleração é de 7,0 m/s2 . Qual será a aceleração do satélite S2, quando ele passar pelo mesmo ponto?

• a) 3,5 m/s²

• b) 7,0 m/s²

• c) 9,8 m/s²

• d) 14 m/s²

• e) 49 m/s²

(OBA 2018) Sabe-se que Marte tem massa aproximadamente 10 vezes menor que a da Terra, que a aceleração da gravidade na superfície da Terra é aproximadamente 2,5 vezes maior que a de Marte e admite-se que os dois planetas têm forma esférica. Sendo RM e RT, respectivamente, os raios de Marte e da Terra, determine a razão RT/RM:

• a) 1

• b) 2

• c) 3

• d) 4

• e) 5

(OBA 2017) Considere o raio médio da órbita de Júpiter em tomo do Sol igual a 5 vezes o raio médio da órbita da Terra. Segundo a 3ª Lei de Kepler, o período de revolução de Júpiter em tomo do Sol é de aproximadamente:

• a) 5 anos

• b) 11 anos

• c) 25 anos

• d) 110 anos

• e) 125 anos

(OBA 2021) Um satélite artificial, de massa m, encontra-se em uma órbita circular, de raio r, em torno da Terra. Seu período orbital vale P. Assinale a alternativa que traz o que aconteceria com o raio da órbita se o satélite tivesse o triplo da sua massa e mantivesse o mesmo período orbital.

• a) permaneceria inalterado

• b) diminuiria de um terço

• c) aumentaria para 3r

• d) diminuiria para r/9

• e) aumentaria para 9r

(OBA 2021) A tabela mostra as massas e distâncias (expressas em unidades arbitrárias) entre quatro pares diferentes de estrelas binárias (casos I, II, III e IV). Assinale a alternativa que traz a ordem crescente da intensidade das forças gravitacionais exercidas entre os pares em cada caso.

• a) I, III, II, IV

• b) III, II, I, IV

• c) IV, III, II, I

• d) IV, II, III, I

• e) II, III, IV, I