Questõesde UFRGS sobre Força Gravitacional e Satélites

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UFRGS 2019 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Em maio de 2019, comemorou-se o centenário do eclipse solar total observado desde a cidade de Sobral, no Ceará, por diversos cientistas de todo o mundo.

No momento em que a Lua encobriu o Sol, câmeras acopladas a telescópios registraram, em chapas fotográficas, posições de estrelas que apareciam próximas ao Sol, destacando-se as duas mais próximas, uma de cada lado, conforme figura 1 abaixo.



Alguns meses após o eclipse, novas fotografias foram tiradas da mesma região do céu. Nelas as duas estrelas estavam mais próximas uma da outra, conforme figura 2 abaixo.


A comparação entre as duas imagens mostrou que a presença do Sol havia desviado a trajetória da luz proveniente das estrelas, conforme esquematizado na figura 3 abaixo.



Os desvios observados, durante o eclipse, serviram para comprovar uma previsão

A
das Leis de Kepler.
B
da Lei da Gravitação Universal.
C
da Mecânica Newtoniana.
D
da Relatividade de Einstein.
E
da Mecânica Quântica.
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UFRGS 2019 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

A figura abaixo mostra a imagem de um buraco negro na galáxia elíptica Messier 87, obtida através do uso de um conjunto de telescópios espalhados ao redor da Terra.  


No centro da nossa galáxia, também há um buraco negro, chamado Sagittarius A*. 

Usando o Sistema Internacional de unidades, a relação entre o raio da órbita, R, e o período de revolução T de um corpo que orbita em torno de um astro de massa M é dada pela 3ª Lei de Kepler R3 = G/4π2 MT2 , em que G=6,67 x 10-11 N m2 /kg2 é a constante de gravitação universal. 

Quando T e R são expressos, respectivamente, em anos e em unidades astronômicas (UA), a 3ª Lei de Kepler pode ser escrita como R3/T2 =M, em que a massa M é expressa em unidades de massa do Sol, Msol.

Tendo sido observada uma estrela em órbita circular com R ≅ 800 UA e T ≅ 16 anos, conclui-se que a massa do buraco negro na nossa galáxia é, aproximadamente, 

A
2,0 x106 Msol.
B
6,4 x104 Msol,
C
2,0 x104 Msol,
D
6,4 x103 Msol.
E
2,0 x102 Msol.
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UFRGS 2019 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Em sua trajetória rumo à Lua, a espaçonave Apollo 11 esteve sujeita às forças de atração gravitacional exercidas pela Terra e pela Lua, com preponderância de uma ou de outra, dependendo da sua distância à Terra ou à Lua.

Considere ML = MT/81, em que ML e MT são, respectivamente, as massas da Lua e da Terra.

Na figura abaixo, a distância do centro da Terra ao centro da Lua está representada pelo segmento de reta, dividido em 10 partes iguais.



Assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna do enunciado abaixo.

Em sua viagem para a Lua, quando a Apollo 11 ultrapassa o ponto ........ , o módulo da força gravitacional da Lua sobre a espaçonave passa a ser maior do que o módulo da força gravitacional que a Terra exerce sobre essa espaçonave.

Instrução: A questão refere-se ao enunciado abaixo. 

Em 16 de julho de 1969, o foguete Saturno V, com aproximadamente 3.000 toneladas de massa, foi lançado carregando a cápsula tripulada Apollo 11, que pousaria na Lua quatro dias depois. 



Disponível em:
<https://airandspace.si.edu/multimedia-
gallery/39526jpg>.
Acesso em: 29 ago. 2019.
A
I.
B
lI.
C
III.
D
IV.
E
V.
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UFRGS 2019 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Na preparação para executarem tarefas na Lua, onde o módulo da aceleração da gravidade é cerca de 1/6 do módulo da aceleração da gravidade na superfície da Terra, astronautas em trajes espaciais praticam totalmente submersos em uma piscina, em um centro de treinamento.

Como um astronauta com um traje espacial· tem peso de módulo P na Terra, qual deve ser o módulo da força de empuxo para que seu peso aparente na água seja igual ao peso na Lua?

Instrução: A questão refere-se ao enunciado abaixo. 

Em 16 de julho de 1969, o foguete Saturno V, com aproximadamente 3.000 toneladas de massa, foi lançado carregando a cápsula tripulada Apollo 11, que pousaria na Lua quatro dias depois. 



Disponível em:
<https://airandspace.si.edu/multimedia-
gallery/39526jpg>.
Acesso em: 29 ago. 2019.
A
P/6.
B
P/3.
C
P/2.
D
2P/3.
E
SP/6.
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UFRGS 2017 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

A figura abaixo representa dois planetas, de massas m1 e m2, cujos centros estão separados por uma distância D, muito maior que os raios dos planetas.



Sabendo que é nula a força gravitacional sobre uma terceira massa colocada no ponto P, a uma distância D/3 de m1, a razão m1/m2 entre as massas dos planetas é

A
1/4.
B
1/3.
C
1/2.
D
2/3.
E
3/2.
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UFRGS 2018 - Física - Gravitação Universal, Magnetismo Elementar, Física Moderna, Magnetismo, Física Atômica e Nuclear, Força Gravitacional e Satélites, Eletrostática e Lei de Coulomb. Força Elétrica., Eletricidade

As forças que se observam na natureza podem ser explicadas em termos de quatro interações fundamentais.


Na primeira coluna do quadro abaixo, estão listadas as quatro interações fundamentais; na segunda, exemplos de fenômenos que se observam na natureza.



Assinale a alternativa que associa corretamente as interações fundamentais, mencionadas na primeira coluna, aos respectivos exemplos, listados na segunda.

A
1(c) − 2(b) − 3(a) − 4(d)
B
1(c) − 2(d) − 3(a) − 4(b)
C
1(c) − 2(d) − 3(b) − 4(a)
D
1(a) − 2(b) − 3(c) − 4(d)
E
1(a) − 2(d) − 3(b) − 4(c)
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UFRGS 2018 - Física - Gravitação Universal, Dinâmica, Trabalho e Energia, Força Gravitacional e Satélites

A figura mostra três trajetórias, 1, 2 e 3, através das quais um corpo de massa m, no campo gravitacional terrestre, é levado da posição inicial i para a posição final f, mais abaixo.



Sejam W1, W2 e W3, respectivamente, os trabalhos realizados pela força gravitacional nas trajetórias mostradas.


Assinale a alternativa que correlaciona corretamente os trabalhos realizados.

A
W1 < W2 < W3
B
W1 < W2 = W3
C
W1 = W2 = W3
D
W1 = W2 > W3
E
W1 > W2 > W3
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UFRGS 2018 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Considere as afirmações abaixo, sobre o sistema Terra-Lua.


I - Para acontecer um eclipse lunar, a Lua deve estar na fase Cheia.

II - Quando acontece um eclipse solar, a Terra está entre o Sol e a Lua.

III- Da Terra, vê-se sempre a mesma face da Lua, porque a Lua gira em torno do próprio eixo no mesmo tempo em que gira em torno da Terra.


Quais estão corretas?

A
Apenas I.
B
Apenas II.
C
Apenas I e III.
D
Apenas II e III.
E
I, II e III.