PUC-Rio 2024 (Grupo 3) — questão 13 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a ordem de grandeza da velocidade da Terra na órbita, em km/h.

Passo 1 — distância numa volta. O comprimento da órbita circular de raio $1{,}5 \times 10^8$ km:

$$2\pi R \approx 6{,}28 \cdot 1{,}5 \times 10^8$$

$$2\pi R \approx 9{,}4 \times 10^8\ \text{km}$$

Passo 2 — tempo de uma volta. Um ano:

$$365 \cdot 24 = 8760\ \text{h}$$

Passo 3 — a velocidade.

$$v \approx \frac{9{,}4 \times 10^8}{8{,}76 \times 10^3}$$

$$v \approx 1{,}1 \times 10^5\ \text{km/h}$$

A ordem de grandeza é $10^5$ km/h (cerca de 30 km/s).

⚠️ A armadilha: dividir o raio, e não o comprimento da órbita, pelo tempo: daria cerca de $1{,}7 \times 10^4$ km/h, e a alternativa B. A distância percorrida numa volta é $2\pi R$.

A ideia em uma frase: velocidade orbital é o comprimento da órbita (2πR) dividido pelo período (um ano).

Resposta: alternativa C ($10^5$ km/h).