FUVEST 2006 — questão 68 de Física
Enunciado em texto
A Estação Espacial Internacional mantém atualmente uma órbita circular em torno da Terra, de tal forma que permanece sempre em um plano, normal a uma direção fixa no espaço. Esse plano contém o centro da Terra e faz um ângulo de 40° com o eixo de rotação da Terra. Em um certo momento, a Estação passa sobre Macapá, que se encontra na linha do Equador. Depois de uma volta completa em sua órbita, a Estação passará novamente sobre o Equador em um ponto que está a uma distância de Macapá de, aproximadamente,
[Figura: a Terra, com o eixo de rotação vertical (N em cima, S embaixo) e a linha do Equador horizontal; Macapá está no cruzamento das duas linhas. Uma reta passando por Macapá e pelo centro da Terra representa o "Plano de órbita da Estação", fazendo 40° com o eixo de rotação.]
a) zero km
b) 500 km
c) 1000 km
d) 2500 km
e) 5000 km
Dados da Estação: Período aproximado: 90 minutos. Altura acima da Terra ≈ 350 km.
Dados da Terra: Circunferência no Equador ≈ 40 000 km.
(Enunciado e figura: Vestibular FUVEST 2006, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto a Terra "andou" por baixo da Estação durante uma volta dela.
Passo 1 — a Estação volta ao mesmo ponto do espaço. O plano da órbita é fixo no espaço. Depois de uma volta completa (90 min), a Estação está de novo no mesmo ponto do espaço em que estava quando passou sobre Macapá, sobre o Equador.
Passo 2 — mas a Terra girou. Em 90 min, a Terra gira uma fração do dia:
Macapá se deslocou para leste 1/16 da circunferência do Equador:
A Estação passa sobre o Equador num ponto 2 500 km a oeste de Macapá.
Dados que não servem: o ângulo de 40° e a altura de 350 km não entram na conta. Eles só mudariam o resultado se o plano da órbita girasse junto com a Terra, e o enunciado diz que ele é fixo no espaço.
⚠️ A armadilha: esquecer que a Terra gira enquanto a Estação dá a volta e marcar "zero km" (alternativa A), como se a órbita estivesse presa à superfície.
A ideia em uma frase: a órbita é fixa no espaço e a Terra gira por baixo dela: em 90 min, 1/16 de volta, ou 2 500 km no Equador.
Resposta: alternativa D (2 500 km).
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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