Simulado FUVEST 2026 — questão 47 de Física
Enunciado em texto
No dia 30 de maio de 2020, o foguete “Falcon 9” foi lançado ao espaço levando uma cápsula com destino à Estação Espacial Internacional (ISS), que se encontrava em órbita geoestacionária. Em menos de 15 minutos após o lançamento, a espaçonave Dragon já se encontrava a quase 200 km de altitude, separada do foguete. Porém, teve de seguir orbitando a Terra para ascender à Estação, localizada a cerca de 400 km de altitude, conforme figura a seguir.
Fonte: Nasa. O procedimento adotado para o encontro da espaçonave e da Estação Espacial pode ser explicado
(A) pela diferença de momento angular, pois a espaçonave encontrava-se com velocidade maior que a da ISS; com a ascensão da espaçonave, as velocidades orbitais igualaram-se, permitindo o acoplamento de ambas.
(B) pelas condições atmosféricas turbulentas da troposfera, o que obrigou a espaçonave a ascender a camadas mais altas da atmosfera, onde as condições de temperatura e pressão seriam mais favoráveis ao acoplamento.
(C) pelas condições de inércia, pois a ausência de gravidade no vácuo causa incrementos na aceleração adquirida durante o lançamento do foguete, fazendo com que a espaçonave ganhe altitude até encontrar a ISS.
(D) pela maior resistência do ar na camada da atmosfera em que se encontrava a espaçonave, forçando sua ascensão a camadas de maior altitude, onde o ar é mais rarefeito e a resistência do ar é menor.
(E) pelo torque relacionado à energia rotacional, segundo a qual órbitas menores estão associadas a menores acelerações; por isso, a espaçonave teve de ascender para aumentar sua velocidade e se encontrar com a ISS.
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: por que a espaçonave, que estava numa órbita mais baixa, precisou subir até a ISS.
Ideia central: quanto mais alta a órbita, menor a velocidade do objeto. Igualando a gravidade à força centrípeta chega-se a : a velocidade cresce quando o raio diminui.
A espaçonave estava a ~200 km (mais baixa) e a ISS a ~400 km (mais alta). Logo, a espaçonave estava mais rápida que a Estação.
Para acoplar, ela subiu para a órbita da ISS. Ao subir, sua velocidade foi diminuindo até ficar igual à da Estação — só assim as duas ficam 'lado a lado' e o encaixe é possível.
É o que descreve a alternativa A.
Resolução em vídeo
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