Questõessobre Gravitação Universal

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ENEM 2021 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

TEXTO I

No cordel intitulado Senhor dos Anéis, de autoria de Gonçalo Ferreira da Silva, lê-se a sextilha:

        A distância em relação
        Ao nosso planeta amado
        Pouco menos que a do Sol
        Ele está distanciado
        E menos denso que a água
        Quando no normal estado

MEDEIROS, A.; AGRA, J. T. M., A astronomia na literatura de cordel,
Física na Escola, n. 1, abr. 2010 (fragmento).

TEXTO II

Distâncias médias dos planetas ao Sol e suas densidades médias

u.a. = 149 600 000 km, é a unidade astronômica, *Planeta clássico, **Planeta-anão

Características dos planetas. Disponível em: www.astronoo.com.

Acesso em: 8 nov. 2019 (adaptado).

Considerando os versos da sextilha e as informações da tabela, a qual planeta o cordel faz referência?

Mercúrio.

Júpiter.

Urano.

Saturno.

Netuno.

000e3674-58

UECE 2021 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

A aventura de sair da Terra ainda é uma realidade para poucos. Empresas particulares pretendem transformar este tipo de viagem em voos comerciais em um futuro não muito distante. No dia 15 de setembro de 2021, a missão Inspiration4, lançou o foguete Falcon9 que transportou a sonda Dragon com quatro civis a bordo, configurando a primeira viagem da história sem a presença de um astronauta profissional. Em uma viagem suborbital hipotética, a variação da energia potencial gravitacional de uma pessoa de massa m ao atingir uma altura R acima da superfície da Terra, que tem raio R, cuja aceleração da gravidade, na superfície, é igual a g, é expressa por

Rgm/2.

Rgm/4.

2Rgm.

4Rgm.

31880cc9-57

ENEM 2021 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

Considerando os versos da sextilha e as informações da tabela, a qual planeta o cordel faz referência?

TEXTO I

No cordel intitulado Senhor dos Anéis, de autoria de Gonçalo Ferreira da Silva, lê-se a sextilha:

A distância em relação

Ao nosso planeta amado

Pouco menos que a do Sol

Ele está distanciado

E menos denso que a água

Quando no normal estado

MEDEIROS, A.; AGRA, J. T. M., A astronomia na literatura de cordel,

Física na Escola, n. 1, abr. 2010 (fragmento).

TEXTO II

Distâncias médias dos planetas ao Sol e suas densidades médias

u.a = 149 600 000 km, é a unidade astronômica, *Planeta clássico", "Planeta-anão

Características dos planetas. Disponível em: www.astronoo.com. Acesso em: 8 nov. 2019 (adaptado).

Mercúrio.

Júpiter.

Urano.

Saturno.

Netuno.

6096d6c9-09

UEA 2018 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

A lei da gravitação universal de Newton afirma que a intensidade da força de atração gravitacional entre duas massas m₁e m₂ é diretamente proporcional ao produto dessas duas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância (r) entre elas. Essa relação pode ser expressa analiticamente pela expressão

F= G.m₁.m₂/r2,

em que a constante universal da gravitação (G) assume, no Sistema Internacional de Unidades (SI), o valor 6,67 × 10^–11. A unidade de medida dessa constante, em função das unidades fundamentais doSI, é

kg2 × m–3 × s–1

kg–1 × m3 × s–2

kg–2 × m–1 × s–2

kg–1 × m–2 × s–2

kg–1 × m2 × s–3

609a82e8-09

UEA 2018 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Considerando a Terra uma esfera de raio R, a intensidade do campo gravitacional g nos pontos superficiais da Terra e nos pontos exteriores a ela pode ser representada, em função da distância x ao seu centro, pelo gráfico:

Considerando que, na superfície de Terra, a intensidade do campo gravitacional terrestre tenha intensidade 10 N/kg, o ponto em que a intensidade desse campo é 10/16N/kg dista do centro da Terra uma distância d, tal que

d = 4 · R

d = 8 · R

d = 5 · R

d = 2 · R

d = 6 · R

795a9d41-06

SÃO CAMILO 2019 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

A primeira imagem de um buraco negro foi revelada pela Fundação Nacional de Ciências. A foto disponibilizada mostra um buraco negro no centro da enorme galáxia Messier 87, localizada no aglomerado vizinho de Virgem, a 5 milhões de anos- -luz da Terra.

(“Foto de um buraco negro é revelada pela primeira vez na história”.
https://revistagalileu.globo.com, 10.04.2019. Adaptado.)

Considerando que um ano-luz é a distância percorrida pela luz em um ano, no vácuo, com velocidade de 3 × 108 m/s e que um ano possui aproximadamente 3,15 × 107 s, a distância entre esse buraco negro e a Terra é próxima de

3,2 × 107 km.

4,7 × 1019 km.

9,5 × 1012 km.

4,7 × 1022 km.

9,5 × 1015 km.

af2f2e5b-ff

URCA 2016 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Considere a velocidade da luz no vácuo, c=3x105 km/s, e a velocidade orbital da Terra em torno do Sol, v=30km/s. A relação correta entre “c” e “v” é:

c=10v.

c=10³v.

c=10²v.

c=104v.

c=v.

8290d25f-ff

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

A gravidade em um ponto P, próximo ao planeta fictício X, se encontra a uma altura igual ao dobro do raio do planeta X, igual à gravidade na superfície do também fictício planeta Y. Sabe-se que a massa do planeta Y é nove vezes maior que a massa do planeta X. A relação RX/RY será:

81.

1/9.

1/2.

1/81.

3e9d4a1c-f9

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

das Leis de Kepler.

da Lei da Gravitação Universal.

da Mecânica Newtoniana.

da Relatividade de Einstein.

da Mecânica Quântica.

3e54d3d6-f9

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.

lI.

III.

IV.

3e5bb808-f9

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.

P/6.

P/3.

P/2.

2P/3.

SP/6.

3e51e422-f9

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,

2,0 x106 Msol.

6,4 x104 Msol,

2,0 x104 Msol,

6,4 x103 Msol.

2,0 x102 Msol.

421ce7bd-f7

UNEMAT 2015 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Diversas empresas vêm anunciando que esta será a década da implantação do turismo espacial, o qual deve ser inaugurado em 2014, tanto que, neste ano, pela primeira vez, uma nave comercial atingiu a estratosfera ao chegar a 25 mil metros de altura e rompeu a barreira do som. Mas, o que mais impressionou foi a passagem do vácuo para a atmosfera: com um sistema de desaceleração, o veículo concluiu em temperaturas espantosamente baixas a fase crítica do voo. Em voos de 2,5 horas valerão, para os futuros turistas, cinco minutos de gravidade zero.

Disponível em: http://www.brasilturismo.blog.br/turismoespacial-voos-ocorrerao-antes-de-2013-pela-empresa-deturismo-virgin-galactic.html. (adaptado) Acesso em: 31 out. 2013.

A respeito do assunto, assinale a alternativa correta.

A espaçonave entra na atmosfera em movimento de queda livre, a mesma de um corpo ao ser largado de nossas mãos, pois o campo gravitacional terrestre não varia com altitude.

O conceito de vácuo, transmitido no texto, refere-se a uma região de diferentes pressões, tanto que, ao sair dele e entrar na atmosfera, é preciso usar desacelerador.

A afirmação de que atingiu a gravidade zero é errônea, pois ela fica ligeiramente baixa, fazendo com que os corpos flutuem na espaçonave, o que denominamos de imponderabilidade.

Caso não houvesse os desaceleradores, a temperatura externa da espaçonave tenderia a zero.

Fora da estratosfera existe somente vácuo.

d2b0970c-8c

UNICAMP 2021 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.

A SN2016aps dista da Terra 4,0 bilhões de anos-luz, enquanto a supernova DES16C2nm, localizada a 10,5 bilhões de anos-luz de distância da Terra, é a mais distante já descoberta. Considere que uma explosão das duas supernovas ocorra simultaneamente. Quando o sinal luminoso da explosão da supernova mais próxima for detectado na Terra, a radiação luminosa da supernova DES16C2nm estará a uma distância da Terra aproximadamente igual a

Dados: 1 ano ≈ 3,0 x 107s
Velocidade da luz: c = 3,0 x 108 m/s

Recentemente, uma equipe internacional de cientistas detectou a explosão de uma estrela conhecida como SN2016aps, que teria sido a explosão de supernova mais brilhante já registrada.

6,5 x 109 km

9,0 x 1015 km.

3,6 x 1016 km.

5,9 x 1022 km.

d2b423cc-8c

UNICAMP 2021 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.

Os cientistas estimam que, no momento da explosão, a massa da supernova SN2016aps era 50 a 100 vezes maior que a massa do Sol. Se o Sol tivesse a massa dessa supernova, mantendo-se a sua distância da Terra,

Recentemente, uma equipe internacional de cientistas detectou a explosão de uma estrela conhecida como SN2016aps, que teria sido a explosão de supernova mais brilhante já registrada.

a velocidade de translação da Terra em torno do Sol deveria aumentar e o período do ano terrestre diminuir.

a velocidade de translação da Terra em torno do Sol deveria diminuir e o período do ano terrestre aumentar.

a velocidade de translação da Terra em torno do Sol e o período do ano terrestre deveriam diminuir.

a velocidade de translação da Terra em torno do Sol e o período do ano terrestre deveriam aumentar.

c9bdfa1d-83

UFC 2018 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

A órbita de um asteroide em torno do sol possui raio médio de 4,0 × 1011 m. Considerando-se que o raio médio da órbita da Terra seja 1,0 × 1011 m, o período de revolução do asteroide em anos terrestre será de:

1 ano.

2 anos.

4 anos.

8 anos.

a7ba80ce-70

UPE 2021 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

A figura a seguir ilustra a órbita elíptica do exoplaneta Kepler-1649c em torno de sua estrela anã vermelha E. Sabe-se que o exoplaneta leva um intervalo de tempo T para percorrer o trecho entre os pontos A e B. Se a área região AEB é igual a 50% da área da região CED, então o tempo, durante a translação, entre os pontos C e D é igual a

Na questão com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2 .

T/2

T/4

68c43d97-fd

UFT 2018 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

A órbita de um asteroide em torno do sol possui raio médio de 4,0 × 10¹¹m. Considerando-se que o raio médio da órbita da Terra seja 1,0 × 10¹¹m, o período de revolução do asteroide em anos terrestre será de:

1 ano.

2 anos.

4 anos.

8 anos.

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Unichristus 2016 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Satélite é um pequeno corpo que gravita em torno de um astro maior no espaço. Os satélites podem ser naturais ou artificiais (feitos pelo homem). Com exceção de Mercúrio e Vênus, todos os planetas do Sistema Solar possuem satélites naturais, como a Terra tem a Lua, por exemplo. Os satélites artificiais são enviados para o espaço, em geral por foguetes, para coletar informações.
Disponível em: <http://escola.britannica.com.br/article/482459/satélite>

Os satélites não são motorizados, e a sua velocidade adquirida devido ao lançamento define a órbita que ele descreverá. Sendo M a massa da Terra, d a distância do satélite ao centro do planeta e G a constante de gravitação universal, pode-se afirmar que a velocidade orbital de um satélite V é

(G.M)1/2 ˑ d2

(G.M)1/2 ˑ d–1/2

(G.M)2 ˑ d–1/2

G.M ˑ d2

(G.M.d)2

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

A velocidade de escape de um corpo celeste é a mínima velocidade que um objeto deve ter nas proximidades da superfície desse corpo para escapar de sua atração gravitacional. Com base nessa informação e em seus conhecimentos sobre a interpretação cinética da temperatura, considere as seguintes afirmações a respeito da relação entre a velocidade de escape e a atmosfera de um corpo celeste.

I. Corpos celestes com mesma velocidade de escape retêm atmosferas igualmente densas, independentemente da temperatura de cada corpo.
II. Moléculas de gás nitrogênio escapam da atmosfera de um corpo celeste mais facilmente do que moléculas de gás hidrogênio.
III. Comparando corpos celestes com temperaturas médias iguais, aquele com a maior velocidade de escape tende a reter uma atmosfera mais densa.

Apenas é correto o que se afirma em

II.

III.

I e II.

I e III.

Questõessobre Gravitação Universal

Considerando os versos da sextilha e as informações da tabela, a qual planeta o cordel faz referência?

Considere a velocidade da luz no vácuo, c=3x105 km/s, e a velocidade orbital da Terra em torno do Sol, v=30km/s. A relação correta entre “c” e “v” é:

A gravidade em um ponto P, próximo ao planeta fictício X, se encontra a uma altura igual ao dobro do raio do planeta X, igual à gravidade na superfície do também fictício planeta Y. Sabe-se que a massa do planeta Y é nove vezes maior que a massa do planeta X. A relação RX/RY será:

Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.Os cientistas estimam que, no momento da explosão, a massa da supernova SN2016aps era 50 a 100 vezes maior que a massa do Sol. Se o Sol tivesse a massa dessa supernova, mantendo-se a sua distância da Terra,

A órbita de um asteroide em torno do sol possui raio médio de 4,0 × 1011 m. Considerando-se que o raio médio da órbita da Terra seja 1,0 × 1011 m, o período de revolução do asteroide em anos terrestre será de:

A órbita de um asteroide em torno do sol possui raio médio de 4,0 × 1011m. Considerando-se que o raio médio da órbita da Terra seja 1,0 × 1011m, o período de revolução do asteroide em anos terrestre será de:

Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.

Os cientistas estimam que, no momento da explosão, a massa da supernova SN2016aps era 50 a 100 vezes maior que a massa do Sol. Se o Sol tivesse a massa dessa supernova, mantendo-se a sua distância da Terra,

A órbita de um asteroide em torno do sol possui raio médio de 4,0 × 10¹¹m. Considerando-se que o raio médio da órbita da Terra seja 1,0 × 10¹¹m, o período de revolução do asteroide em anos terrestre será de: