Questõessobre Gravitação Universal

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cdc4130a-c9
UFSC 2011 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

"Eu medi os céus, agora estou medindo as sombras. A mente rumo ao céu, o corpo descansa na terra."

Com esta inscrição, Johannes Kepler encerra sua passagem pela vida, escrevendo seu próprio epitáfio. Kepler, juntamente com outros grandes nomes, foi responsável por grandes avanços no que se refere à mecânica celeste.


No que se refere à história e à ciência por trás da mecânica celeste, assinale a proposição CORRETA.


O astrônomo Cláudio Ptolomeu defendia o sistema geocêntrico, com a Terra no centro do sistema planetário. Já Nicolau Copérnico defendia o sistema heliocêntrico, com o Sol no centro do sistema planetário. Tycho Brahe elaborou um sistema no qual os planetas giravam em torno do Sol e o Sol girava em torno da Terra.


Observação: Algumas das questões desta prova são adaptações de situações reais. Alguns dados e condições foram modificados para facilitar o trabalho dos candidatos. 

C
Certo
E
Errado
3f38d280-c4
UEG 2018 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Com relação aos outros planetas na tirinha, espera-se que o planeta

Leia a tirinha a seguir, que descreve o nosso sistema solar, para responder à questão. Estão presentes o Sol (o maior) e os quatro primeiros planetas que orbitam em torno dele. 

Disponível em: <www.cbpf.br/tirinhas/>. Acesso em: 21 set. 2018.
A
4 seja o Júpiter
B
4 seja o Marte
C
2 seja o Mercúrio
D
2 seja o Saturno
E
1 seja o Vênus
3f356b72-c4
UEG 2018 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

A atração gravitacional discutida pela Terra é

Leia a tirinha a seguir, que descreve o nosso sistema solar, para responder à questão. Estão presentes o Sol (o maior) e os quatro primeiros planetas que orbitam em torno dele. 

Disponível em: <www.cbpf.br/tirinhas/>. Acesso em: 21 set. 2018.
A
dependente somente da massa do maior astro, nesse caso o Sol.
B
dependente da velocidade que a Terra gira em torno do Sol.
C
inversamente proporcional à distância que separa os astros.
D
proporcional ao produto das massas do Sol e da Terra.
E
independente da distância que separa o Sol e a Terra.
3214d5f7-c2
INSPER 2018 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

As leis da gravitação universal, aplicadas ao movimento de planetas e satélites em órbita estável, permitem concluir que a energia cinética desses corpos depende de sua massa, da massa do centro de forças em torno do qual orbitam e da distância mútua entre eles (raio orbital). Assim, o gráfico que melhor representa qualitativamente a energia cinética (Ec) de planeta ou satélite em órbita estável, em função do raio orbital (r), é o ilustrado em:

A


B


C


D


E


939f2872-ba
UNEB 2009 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Considere uma nave com tripulação transportando bichos-da-seda, cada um com massa, aproximadamente, igual a 8,0g, em órbita circular, em torno da Terra, a uma altitude igual a 3R.

Admitindo-se que, na superfície terrestre, a aceleração da gravidade tem intensidade igual a 10,0m/s2 e o raio da Terra é igual a R, é correto afirmar que o peso de cada bicho-da-seda será igual, em 10−3 N, a

Pesquisadores da Universidade de Beihang, em Pequim, querem incluir bichos-da-seda no cardápio dos astronautas, que, inclusive, já são consumidos em algumas regiões da China.

(CHOI, 2009, p. 20).

A
1,0
B
2,0
C
3,0
D
4,0
E
5,0
cc208216-b9
UNIVESP 2019 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

A astronomia observacional, além de fornecer dados para análise científica da evolução do universo,também permitiu o desenvolvimento de tecnologia. Observar o céu permitiu o desenvolvimento de sistemas de navegação em terra,orientados pelas estrelas no céu e a observação de estrelas e planetas que levou ao desenvolvimento de bens tecnológicos modernos como a Câmera Digital(câmera CCD),muito presente no cotidiano na atualidade. Invenção esta de 1969, de Willard S. Boyle e George E. Smith e laureada com o prêmio Nobel há 10 anos. Neste ano de 2019, o prêmio Nobel foi dado aos cientistas suíços Michel Mayor e Didier Queloz, que em 1995 obtiveram a primeira descoberta conclusiva de um planeta fora do sistema solar. O exoplaneta tem massa de cerca da metade da massa de Júpiter e orbita a estrela 51 Pegasi da constelação de Pégaso - que tem aproximadamente a mesma massa que o Sol. A observação foi realizada a partir das “variações periódicas na velocidade radial da estrela”.Os cientistas determinaram que a órbita desse planeta, em torno da 51 Pegasi, tem pouca excentricidade e pode ser considerada circular, com apenas 8 milhões de quilômetros de raio.

Massa de Júpiter = 320 Massa da Terra
1 Massa do Sol = 330 000 Massa da Terra
Distância (média) Sol - Terra = 150 x 106 km

Assinale a alternativa que corretamente identifica, a partir dos valores obtidos pelos cientistas, a magnitude da força gravitacional entre 51 Pegasi e o planeta, em relação à força existente entre o Sol e a Terra.

A
160 vezes maior
B
3000 vezes maior
C
5625 vezes maior
D
16000 vezes maior
E
56250 vezes maior
cc23b9c3-b9
UNIVESP 2019 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Base de lançamento de foguetes de Alcântara no Brasil é mais próxima do equador que existe no mundo, o que a torna estratégica para o lançamento de satélites geoestacionários. Lançado da estação de Alcântara,um satélite precisa de menor consumo de combustível para correção em sua órbita, estando já muito próximo do plano da órbita que desenvolverá. Os satélites posicionados na órbita geoestacionária mantêm movimento estacionário(fixo) com respeito à superfície da Terra, acompanhando-a em seu giro, e são fundamentais para o sistema de telecomunicações, para calibração e orientação do Sistema de Posicionamento Global (GPS) e para o mapeamento atmosférico, climático e ambiental. A igualdade entre a força centrípeta e a força gravitacional entre o satélite e a Terra leva ao raio da órbita geoestacionária de cerca de 4⨯104 km. Considere que o raio terrestre no equador é de cerca de 6 ⨯ 103 km, e lembre-se que o período de rotação da terra em relação a seu eixo é de 24h. Considerando um referencial fixo no centro da Terra, assinale a alternativa que indica corretamente os valores respectivos da velocidade do satélite, ainda na base, antes de ser lançado e o módulo da diferença entre essa velocidade e de quando ele for posto em órbita geoestacionária.Considere π =3.

A
1.500 km/h e 2.800 km/h
B
6.000 km/h e 4.250 km/h
C
1.500 km/h e 8.500 km/h
D
1.500 km/h e 34.000 km/h
E
6.000 km/h e 60.000 km/h
07c1c091-b6
UECE 2009 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Considere que um satélite meteorológico, passe exatamente acima de uma dada floresta a cada 4,8 horas. Se compararmos o raio da órbita do referido satélite meteorológico com o raio da órbita de um satélite de comunicação geoestacionário, considerando, para simplificar o problema, que ambos os satélites se locomovam em movimento circular uniforme, em torno do planeta Terra, no plano do equador, girando no mesmo sentido da rotação da Terra, então podemos afirmar que o raio da órbita do satélite meteorológico é aproximadamente:

A
50% do raio da orbita do satélite de comunicação
B
20% do raio da orbita do satélite de comunicação
C
80% do raio da orbita do satélite de comunicação
D
30% do raio da orbita do satélite de comunicação
e4846f8e-b4
UESPI 2010 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

Em setembro de 2010, cientistas anunciaram a descoberta do planeta Gliese 581g, localizado fora do Sistema Solar. O planeta orbita a estrela Gliese 581, a 20 anos-luz de distância do Sol, e tem temperaturas similares à do nosso planeta, o que gerou especulações de que ele poderia abrigar água em estado líquido e, potencialmente, vida. Se Gliese 581g possui massa 4 vezes maior e raio 1,2 vezes maior que a Terra, qual a razão gT/gG entre as acelerações da gravidade nas superfícies da Terra e de Gliese 581g?

A
1/0,3
B
1/0,36
C
1
D
0,36
E
0,3
707924cc-b6
FGV 2016 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

Johannes Kepler (1571-1630) foi um cientista dedicado ao estudo do sistema solar. Uma das suas leis enuncia que as órbitas dos planetas, em torno do Sol, são elípticas, com o Sol situado em um dos focos dessas elipses. Uma das consequências dessa lei resulta na variação

A
do módulo da aceleração da gravidade na superfície dos planetas.
B
da quantidade de matéria gasosa presente na atmosfera dos planetas.
C
da duração do dia e da noite em cada planeta.
D
da duração do ano de cada planeta.
E
da velocidade orbital de cada planeta em torno do Sol.
4e842733-b6
UECE 2010 - Física - Gravitação Universal, Dinâmica, Leis de Newton, Força Gravitacional e Satélites

Ao cair de uma altura próxima à superfície da Terra, uma maçã de massa igual a 100g causa no planeta uma aceleração aproximadamente igual a

A
Zero.
B
1 m/s2 .
C
10 m/s2 .
D
1 N.
7bf3cd6f-b6
IF-GO 2010 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Um buraco negro é um corpo cuja densidade é tão grande que a aceleração da gravidade no seu interior tende ao infinito de tal maneira que nem a luz emitida em seu interior consegue escapar. O raio de um buraco negro pode ser definido, então, como sendo a distância entre o seu centro e o ponto no qual uma partícula de massa m alcançaria a velocidade da luz se fosse abandonada em repouso no infinito. Se um buraco negro tem massa M = 27.1024 kg, então, seu raio, em milímetros, deve ser igual a:

Dados: 
Constante gravitacional G = 6,67.10-11 m3/kg.s2
Velocidade da luz c = 3,00.108 m/s
Energia potencial gravitacional: U = – GMm/R 

A
30
B
50
C
20
D
60
E
40
ed06d402-b5
IFN-MG 2018 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

Um experimento de astronomia foi esquematizado como se ilustra na FIGURA 03.

FIGURA 03 .



Nesse esquema, em uma observação astronômica realizada no mês de janeiro, um pesquisador observa a estrela E e a localiza – contra o fundo das chamadas “estrelas fixas” – na posição P. No mês de julho, ao repetir a observação dessa mesma estrela E, o pesquisador a localizará na posição

A
III
B
I
C
II
D
IV
18afee1e-b2
UNEB 2017 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites



O Telescópio Espacial Hubble terá um sucessor até 100 vezes melhor, pois foi projetado para ser o mais avançado telescópio jamais construído, James Webb promete descobertas e belas imagens. Esse telescópio está a 570,0km acima da superfície terrestre e revolucionou a maneira de o homem observar o Universo, pois representa o avanço mais significativo na astronomia desde o telescópio de Galileu. Com ele, é possível observar os planetas do Sistema Solar, estrelas e galáxias mais distantes. (FARIA, 2017).


Considerando-se o raio médio e a massa da Terra iguais a 6,4.103km e 6,0.1024kg, respectivamente, e a Constante da Gravitação Universal igual a 6,7.10−11N.m2 /kg2 , é correto afirmar que a velocidade com que o Hubble realiza sua órbita em torno da Terra, em 103 m/s, é, aproximadamente, igual a

A
4,3
B
5,7
C
6,1
D
7,6
E
8,8
7b7c4083-b0
PUC-GO 2010 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Um corpo astronômico instável, de forma esférica com um raio R e uma densidade de massa uniforme e constante, possui um campo gravitacional g em sua superfície. Devido à sua instabilidade, ele perde massa superficial de maneira que o seu raio passa a ser αR (com α < 1). Podemos, então, afirmar que o novo valor do campo gravitacional g’ em sua superfície será (assinale a alternativa correta):

A
g’ = g/α2
B
g’ = g
C
g’ = αg
D
g’ = g/α
460aa251-af
UNEMAT 2010, UNEMAT 2010 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Dois corpos de massas iguais a 110 Kg e 30 Kg estão a uma distância de 13 metros um do outro.

Sendo G= 6,7. 10-11N.m2 /Kg2 , logo, a força de atração aproximada entre eles é:

A
180,82x10-11 N
B
160,82x10-11 N
C
120,85x10-11 N
D
130x10-11 N
E
170,82x10-11 N
bd62c0f0-b1
FATEC 2017 - Física - Gravitação Universal, Grandezas e Unidades, Força Gravitacional e Satélites, Conteúdos Básicos

Sabe-se que a grandeza física potência pode ser expressa como sendo a energia utilizada pela unidade de tempo em um determinado sistema. Considerando como grandezas fundamentais o tempo (T), o comprimento (L) e a massa (M), podemos afirmar corretamente que a fórmula dimensional da potência é

Dado:
1 dia = 24 h

A
M · L · T
B
M · L² · T
C
M · L² · T²
D
M · L² · T-²
E
M · L² · T³
88b82bdc-b2
FATEC 2018 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Considerando um fornecimento constante de energia até o seu total esgotamento, podemos estimar, de acordo com o texto, que a energia dissipada pela bateria da Voyager 1 nos próximos 10 anos será de, em joules, aproximadamente:


Leia o texto para responder à questão.


 “O espaço, a fronteira final...”
(Cap. James T. Kirk - USS Enterprise, 1966)

Em 2017, a missão Voyager sagrou-se como a mais longeva missão ainda em operação. Quando foram lançadas as espaçonaves Voyager 1 e Voyager 2, respectivamente em 5 de setembro e 20 de agosto de 1977, tinham o objetivo de explorar os limites do sistema solar.

A Voyager 1, uma espaçonave relativamente leve, com massa aproximada de 700 kg, foi lançada no momento em que os quatro planetas gasosos do sistema Solar estavam alinhados, fato que ocorre a cada 175 anos. Esse fato foi importante para que a missão fosse bem-sucedida, uma vez que a intenção era utilizar o campo gravitacional desses planetas para “estilingar” (impulsionar) a trajetória da viagem.

Cada nave continha em seu interior um disco de 12 polegadas feito de cobre e revestido de ouro. Os discos contêm dados selecionados com o intuito de mostrar a diversidade da vida no planeta Terra. Um grupo de pesquisadores liderados pelo astrônomo Carl Sagan (1934–1996) selecionou 117 imagens, variados sons da Natureza, músicas e saudações de diferentes culturas em 54 idiomas.

Em 2017, a Voyager 1 encontrava-se a aproximadamente 21 bilhões de quilômetros de distância da Terra, cerca de 140 UA (unidades astronômicas), ou seja, 140 vezes a distância média da Terra ao Sol. Em sua trajetória, contribuiu com muitas descobertas e diversos estudos, desde vulcões ativos fora da Terra até o estudo dos raios cósmicos e dos ventos solares (partículas carregadas emitidas ao espaço oriundas de explosões solares). Junto com a Voyager 2, descobriu que o campo magnético interestelar provoca uma assimetria na bolha formada pelo vento solar (a heliosfera).

A NASA estima que as baterias de Plutônio, destinadas a manter um sistema de aproximadamente 300 watts em funcionamento, devam durar ainda mais 10 anos. Esse tempo será precioso para a coleta de mais dados transmitidos pelas espaçonaves, dados esses que são recebidos após 12 a 14 horas da emissão do sinal à recepção deste na Terra.

Em homenagem aos 40 anos da missão, a NASA divulgou diversas informações, imagens, dados e curiosidades em sua página na internet:

http://voyager.jpl.nasa.gov.

A
9,5×1010
B
4,0×109
C
9,5×108
D
4,0×107
E
9,5×106
88b3c84e-b2
FATEC 2018 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Estudo sobre os ventos solares e tempestades solares são importantes para prever suas intensidades, seus efeitos e os possíveis danos que causam na Terra e em suas proximidades. Com a tempestade solar ocorrida em março de 2018, pudemos notar a importância dos resultados desses estudos.


Em relação aos ventos solares, podemos concluir corretamente que são

Leia o texto para responder à questão.


 “O espaço, a fronteira final...”
(Cap. James T. Kirk - USS Enterprise, 1966)

Em 2017, a missão Voyager sagrou-se como a mais longeva missão ainda em operação. Quando foram lançadas as espaçonaves Voyager 1 e Voyager 2, respectivamente em 5 de setembro e 20 de agosto de 1977, tinham o objetivo de explorar os limites do sistema solar.

A Voyager 1, uma espaçonave relativamente leve, com massa aproximada de 700 kg, foi lançada no momento em que os quatro planetas gasosos do sistema Solar estavam alinhados, fato que ocorre a cada 175 anos. Esse fato foi importante para que a missão fosse bem-sucedida, uma vez que a intenção era utilizar o campo gravitacional desses planetas para “estilingar” (impulsionar) a trajetória da viagem.

Cada nave continha em seu interior um disco de 12 polegadas feito de cobre e revestido de ouro. Os discos contêm dados selecionados com o intuito de mostrar a diversidade da vida no planeta Terra. Um grupo de pesquisadores liderados pelo astrônomo Carl Sagan (1934–1996) selecionou 117 imagens, variados sons da Natureza, músicas e saudações de diferentes culturas em 54 idiomas.

Em 2017, a Voyager 1 encontrava-se a aproximadamente 21 bilhões de quilômetros de distância da Terra, cerca de 140 UA (unidades astronômicas), ou seja, 140 vezes a distância média da Terra ao Sol. Em sua trajetória, contribuiu com muitas descobertas e diversos estudos, desde vulcões ativos fora da Terra até o estudo dos raios cósmicos e dos ventos solares (partículas carregadas emitidas ao espaço oriundas de explosões solares). Junto com a Voyager 2, descobriu que o campo magnético interestelar provoca uma assimetria na bolha formada pelo vento solar (a heliosfera).

A NASA estima que as baterias de Plutônio, destinadas a manter um sistema de aproximadamente 300 watts em funcionamento, devam durar ainda mais 10 anos. Esse tempo será precioso para a coleta de mais dados transmitidos pelas espaçonaves, dados esses que são recebidos após 12 a 14 horas da emissão do sinal à recepção deste na Terra.

Em homenagem aos 40 anos da missão, a NASA divulgou diversas informações, imagens, dados e curiosidades em sua página na internet:

http://voyager.jpl.nasa.gov.

A
responsáveis pela geração de Auroras Boreais ou Austrais em países tropicais.
B
partículas de ar oriundas do campo magnético interestelar que, no caso da Terra, são originadas no Sol.
C
originados de explosões solares, portanto sopram em todas as direções, criando uma bolha que protege a Terra.
D
tempestades solares com características eletromagnéticas, por isso há interferência em sistemas de comunicação como GPS.
E
originados de explosões solares, que lançam no espaço partículas que não chegam até à superfície terrestre devido à atmosfera.
88b04c81-b2
FATEC 2018 - Física - Gravitação Universal, Força Gravitacional e Satélites

Considere que a Voyager 1 continuará a se afastar da Terra com a mesma velocidade, supostamente constante, e que não se chocará em seu caminho com nenhum corpo celeste que a destruiria.

Podemos concluir, de acordo com o texto, que suas baterias de Plutônio pararão de funcionar quando a distância da espaçonave em relação à Terra for, aproximadamente, em UA, de

Leia o texto para responder à questão.


 “O espaço, a fronteira final...”
(Cap. James T. Kirk - USS Enterprise, 1966)

Em 2017, a missão Voyager sagrou-se como a mais longeva missão ainda em operação. Quando foram lançadas as espaçonaves Voyager 1 e Voyager 2, respectivamente em 5 de setembro e 20 de agosto de 1977, tinham o objetivo de explorar os limites do sistema solar.

A Voyager 1, uma espaçonave relativamente leve, com massa aproximada de 700 kg, foi lançada no momento em que os quatro planetas gasosos do sistema Solar estavam alinhados, fato que ocorre a cada 175 anos. Esse fato foi importante para que a missão fosse bem-sucedida, uma vez que a intenção era utilizar o campo gravitacional desses planetas para “estilingar” (impulsionar) a trajetória da viagem.

Cada nave continha em seu interior um disco de 12 polegadas feito de cobre e revestido de ouro. Os discos contêm dados selecionados com o intuito de mostrar a diversidade da vida no planeta Terra. Um grupo de pesquisadores liderados pelo astrônomo Carl Sagan (1934–1996) selecionou 117 imagens, variados sons da Natureza, músicas e saudações de diferentes culturas em 54 idiomas.

Em 2017, a Voyager 1 encontrava-se a aproximadamente 21 bilhões de quilômetros de distância da Terra, cerca de 140 UA (unidades astronômicas), ou seja, 140 vezes a distância média da Terra ao Sol. Em sua trajetória, contribuiu com muitas descobertas e diversos estudos, desde vulcões ativos fora da Terra até o estudo dos raios cósmicos e dos ventos solares (partículas carregadas emitidas ao espaço oriundas de explosões solares). Junto com a Voyager 2, descobriu que o campo magnético interestelar provoca uma assimetria na bolha formada pelo vento solar (a heliosfera).

A NASA estima que as baterias de Plutônio, destinadas a manter um sistema de aproximadamente 300 watts em funcionamento, devam durar ainda mais 10 anos. Esse tempo será precioso para a coleta de mais dados transmitidos pelas espaçonaves, dados esses que são recebidos após 12 a 14 horas da emissão do sinal à recepção deste na Terra.

Em homenagem aos 40 anos da missão, a NASA divulgou diversas informações, imagens, dados e curiosidades em sua página na internet:

http://voyager.jpl.nasa.gov.

A
175.
B
165.
C
150.
D
143.
E
142.