OBF 2023 (1ª fase, Nível I) — questão 12 de Física
Enunciado em texto
Um satélite se move em uma órbita circular em torno da Terra. Considere as seguintes afirmações feitas por um observador que analisa o movimento a partir de um referencial inercial.
I. Na direção radial, a única força que atua no satélite é a força gravitacional centrípeta.
II. Na direção radial, além da força gravitacional centrípeta também atua uma força centrífuga.
III. É necessário um motor para sustentar o movimento do satélite na direção tangencial.
São corretas as alternativas:
(a) Apenas I.
(b) Apenas II.
(c) Apenas III.
(d) I e III.
(e) II e IV.
(Enunciado: Olimpíada Brasileira de Física 2023, 1ª fase, Nível I — SBF.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.
Resolução comentada
O que a questão pede: quais forças realmente agem num satélite em órbita circular, para quem observa de fora (referencial inercial).
Afirmação I — correta. A única força sobre o satélite é a atração gravitacional da Terra, que aponta para o centro da órbita. Ela é justamente a força centrípeta que faz a trajetória curvar.
Afirmação II — errada. Num referencial inercial não existe “força centrífuga”: ninguém está empurrando o satélite para fora. Se houvesse uma força para fora equilibrando a gravidade, a resultante seria zero e o satélite andaria em linha reta, sem fazer a curva.
Afirmação III — errada. Pela primeira lei de Newton (inércia), nenhuma força é necessária para manter a velocidade. No espaço não há ar para frear o satélite; a gravidade, perpendicular à velocidade, só muda a direção do movimento, não a rapidez. Por isso satélites ficam anos em órbita sem motor ligado.
Só a I está correta: alternativa A. (A alternativa E fala numa afirmação IV, que não existe no enunciado; de qualquer forma, ela inclui a II, que é falsa.)
⚠️ A armadilha: a ideia de que “para continuar se movendo, é preciso uma força no sentido do movimento” (afirmação III). Força é necessária para mudar a velocidade, não para mantê-la.
A ideia em uma frase: em órbita circular a gravidade sozinha é a força centrípeta; não há força centrífuga para quem olha de fora, e não é preciso motor para manter a velocidade.
Resposta: alternativa A (apenas I).
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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