Insper 2016 (Engenharia) — questão 5 de Física
Enunciado em texto
Texto para as questões 05 e 06
ASTRONAUTA PÕE PASTILHA EFERVESCENTE EM BOLA DE ÁGUA FLUTUANTE NO ESPAÇO
[Foto: um astronauta sorridente, dentro da estação espacial, olhando para uma esfera branca de água que flutua no ar à sua frente.]
Astronauta observa bola de água com pastilha efervescente (Foto: Nasa/Divulgação)
A agência espacial americana Nasa divulgou um vídeo que mostra como o astronauta Terry Virts dissolve uma pastilha efervescente dentro de uma bola de água flutuante no ambiente sem gravidade da Estação Espacial Internacional. O objetivo principal da experiência, que mais pode ser considerada uma brincadeira, era testar uma câmera de altíssima resolução enviada no começo do ano para a nave que orbita a Terra.
Disponível em: http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2015/07/astronauta-poe-pastilha-efervescente-em-bola-de-agua-flutuante-no-espaco.html. Acesso em 21.09.15.
Nesta reportagem, o jornalista comete um erro conceitual físico ao afirmar que
(A) a bola flutua, mesmo não havendo empuxo.
(B) câmeras de altíssima resolução podem ser enviadas à Estação Espacial Internacional.
(C) não há gravidade na Estação Espacial Internacional.
(D) a Estação Espacial Internacional orbita a Terra.
(E) é possível dissolver pastilhas efervescentes na água tanto fora quanto dentro da Estação Espacial Internacional.
(Enunciado e figura: Vestibular Insper 2016 (Engenharia) — Insper.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Insper Instituto de Ensino e Pesquisa.
Resolução comentada
O que a questão pede: qual afirmação da reportagem está errada do ponto de vista da Física.
Passo 1 — o erro. O texto fala em “ambiente sem gravidade da Estação Espacial Internacional”. A estação está a algumas centenas de quilômetros de altitude, muito perto da Terra em comparação com o raio terrestre (6400 km). Lá, o campo gravitacional ainda é cerca de 90% do da superfície (a questão 6 calcula esse valor).
Passo 2 — então por que tudo flutua? A estação, os astronautas e a bola de água estão em queda livre juntos: todos têm a mesma aceleração, a da gravidade, que é justamente a aceleração centrípeta da órbita. Como nada “empurra” um contra o outro, nada parece ter peso. É a imponderabilidade, não a ausência de gravidade. Se não houvesse gravidade, a estação nem ficaria em órbita: seguiria em linha reta para longe da Terra.
Por que não as outras: (A) em queda livre não há diferença de pressão no fluido e o empuxo some; a bola “flutua” porque cai junto com tudo, então isso não é erro (e nem é dito pelo jornalista). (B), (D) e (E) são fatos corretos: a estação recebe equipamentos, orbita a Terra e a pastilha se dissolve em água em qualquer lugar.
⚠️ A armadilha: aceitar “gravidade zero” como verdade só porque os astronautas flutuam. Flutuar em órbita é sinal de queda livre, e a queda livre só existe porque há gravidade.
A ideia em uma frase: na estação espacial há gravidade, sim; tudo flutua porque tudo cai junto em torno da Terra.
Resposta: alternativa C (não há gravidade na Estação Espacial Internacional).
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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