FAMEMA 2018 — questão 36 de Física

Enunciado em texto
A figura representa um satélite geoestacionário em movimento circular e uniforme a uma distância (d) da superfície da Terra. A trajetória desse satélite está contida no plano equatorial terrestre e seu período de translação é igual ao de rotação da Terra, cerca de 24h.
[Figura: a Terra no centro, com raio R indicado do centro até a superfície; em volta, a órbita circular do satélite. Uma linha tracejada liga o centro da Terra ao “Satélite”, e as cotas mostram R (do centro à superfície) seguido de d (da superfície ao satélite). No satélite, uma seta v tangente à órbita.]
Considerando que o raio equatorial da Terra mede R e adotando π = 3, a velocidade orbital desse satélite é de
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(Enunciado e figura: Vestibular FAMEMA 2018, Prova II — Famema/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Marília (Famema) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a velocidade do satélite em sua órbita, em função de R e d.
Passo 1 — o raio da órbita. O satélite gira em torno do centro da Terra, não da superfície. O raio da órbita é o raio da Terra mais a altitude:
Passo 2 — a velocidade no MCU. Em uma volta, o satélite percorre o comprimento da circunferência, , num período T = 24 h:
Como T está em horas, essa velocidade sai na unidade de comprimento de R e d por hora (por exemplo, km/h se R e d estiverem em km).
⚠️ A armadilha: esquecer o 2 de e usar só : , a alternativa E. Outro erro é usar só d como raio, mas aí nenhuma alternativa serve: a figura deixa claro que o raio da órbita é R + d.
A ideia em uma frase: no movimento circular uniforme, v = 2πr/T, com r medido a partir do centro da Terra.
Resposta: alternativa B ((R + d)/4).
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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