ENEM 2019 — questão 120 de Física
Enunciado em texto
Na madrugada de 11 de março de 1978, partes de um foguete soviético reentraram na atmosfera acima da cidade do Rio de Janeiro e caíram no Oceano Atlântico. Foi um belo espetáculo, os inúmeros fragmentos entrando em ignição devido ao atrito com a atmosfera brilharam intensamente, enquanto "cortavam o céu". Mas se a reentrada tivesse acontecido alguns minutos depois, teríamos uma tragédia, pois a queda seria na área urbana do Rio de Janeiro e não no oceano.
[Figura: globo terrestre com o sentido de rotação da Terra indicado no polo, a linha do Equador, o Oceano Atlântico e a posição do Rio de Janeiro assinalada.]
LAS CASAS, R. Lixo espacial. Observatório Astronômico Frei Rosário, ICEx, UFMG. Disponível em: www.observatorio.ufmg.br. Acesso em: 27 set. 2011 (adaptado).
De acordo com os fatos relatados, a velocidade angular do foguete em relação à Terra no ponto de reentrada era
a) igual à da Terra e no mesmo sentido.
b) superior à da Terra e no mesmo sentido.
c) inferior à da Terra e no sentido oposto.
d) igual à da Terra e no sentido oposto.
e) superior à da Terra e no sentido oposto.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
A questão se resolve com uma pergunta de geografia e uma de cinemática. A geografia: os fragmentos reentraram acima da cidade do Rio de Janeiro e caíram no Oceano Atlântico — ou seja, entre o começo e o fim eles avançaram para leste em relação ao solo brasileiro.
A cinemática: a Terra também gira para leste (é o sentido indicado na figura, e é por isso que o Sol nasce a leste).
Agora o raciocínio. O deslocamento do foguete em longitude, medido em relação à superfície, é a diferença entre as duas velocidades angulares:
Para que o foguete tenha ganhado longitude para leste em relação ao solo — saído do céu do Rio e chegado ao oceano a leste — é preciso que:
Confira a ordem de grandeza — ela torna o resultado óbvio. A Terra dá uma volta em 24 horas. Um objeto em órbita baixa dá uma volta em cerca de 90 minutos. A velocidade angular do foguete é, portanto, cerca de 16 vezes maior que a da Terra. Não há como um corpo em órbita acompanhar a rotação do planeta a não ser em órbita geoestacionária — que fica a 36 000 km, muito acima de qualquer reentrada.
Por que as de sentido oposto caem: um objeto que orbitasse de leste para oeste (órbita retrógrada) teria sido lançado contra a rotação da Terra — o que é feito raramente e a um custo enorme de combustível, porque se perde o "empurrão" de graça dos 460 m/s da rotação no equador. Foguetes são lançados para leste justamente para aproveitá-lo.
Por que A e D (velocidade igual) caem: velocidade angular igual à da Terra significa ficar parado em relação ao solo — um satélite geoestacionário, que por definição não cruza o céu e não cai atravessando cidades.
A ideia em uma frase: quem cruza o céu do Rio e cai no mar a leste está girando no mesmo sentido da Terra, só que muito mais rápido.
Resposta: alternativa B.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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