EEAR 2021 (CFS 2) — questão 87 de Física

Gabarito AGravitação — leis de Kepler e lei da gravitação universalExame de Admissão ao CFS 2/2021 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 87 de Física do EEAR 2021 (CFS 2)

Enunciado em texto

Considere as seguintes afirmações em relação à Gravitação Universal e marque V para verdadeiro e F para falso. Em seguida, assinale a alternativa com a sequência correta.

( ) As Leis de Kepler são válidas para quaisquer sistemas em que corpos gravitam em torno de um corpo central.

( ) Um satélite da Terra, movendo-se numa trajetória circular de raio R, terá seu período duas vezes maior do que o período de um outro satélite terrestre de órbita circular de raio R/2.

( ) A força de atração gravitacional entre dois planetas quaisquer do sistema solar será maior quanto maior forem as suas massas e menor for a distância entre eles.

( ) A velocidade de um planeta em órbita em torno do Sol não é constante, alcançando seu máximo valor no afélio.

a) V - F - V - F

b) V - F - V - V

c) V - V - V- F

d) F - F - F - V

(Enunciado: Exame de Admissão ao CFS 2/2021 — EEAR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar quatro afirmações sobre gravitação.

1ª — verdadeira. As leis de Kepler valem para qualquer sistema de corpos que orbitam um corpo central de massa muito maior: planetas em torno do Sol, luas em torno de um planeta, satélites em torno da Terra.

2ª — falsa. Pela 3ª lei de Kepler, T2T^2 é proporcional a R3R^3. Dobrando o raio:

TRTR/2=(RR/2)3/2=23/2\frac{T_R}{T_{R/2}} = \left(\frac{R}{R/2}\right)^{3/2} = 2^{3/2}

23/2=22≈2,82^{3/2} = 2\sqrt{2} \approx 2{,}8

O período fica cerca de 2,8 vezes maior, não 2 vezes.

3ª — verdadeira. Pela lei de Newton, F=G M m/d2F = G\,M\,m/d^2: a força cresce com as massas e diminui com a distância.

4ª — falsa. Pela 2ª lei de Kepler (áreas iguais em tempos iguais), o planeta é mais rápido perto do Sol, no periélio. No afélio, o ponto mais distante, a velocidade é mínima.

Sequência: V - F - V - F.

⚠️ A armadilha: na 2ª afirmação, achar que o período é proporcional ao raio (dá V - V - V - F, a alternativa C). A relação é com o quadrado do período e o cubo do raio.

A ideia em uma frase: T² é proporcional a R³, e o planeta corre mais quando está mais perto do Sol.

Resposta: alternativa A (V - F - V - F).

Vídeo em breve

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