UECE 2027.1 — questão 42 de Física

Gabarito BGravitação — velocidade orbital e período de satélitesVestibular 2027.1 · 1ª fase · Conhecimentos Gerais · Gabarito 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 42 de Física do UECE 2027.1

Enunciado em texto

O crescente número de satélites artificiais em operação tem exigido frequentes manobras orbitais para evitar colisões, prolongar a vida útil dos equipamentos e adequar suas órbitas às necessidades das missões. Em uma dessas manobras, um satélite inicialmente em órbita circular em torno da Terra é transferido para outra órbita circular de maior raio. Assim, é correto afirmar que, após a estabilização na nova órbita circular, o módulo da velocidade orbital

A) e o período de revolução aumentam.

B) diminui e o período de revolução aumenta.

C) aumenta e o período de revolução diminui.

D) e o período de revolução diminuem.

(Enunciado: Vestibular UECE 2027.1, 1ª fase — CEV/UECE.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Ceará (UECE) e à sua Comissão Executiva do Vestibular (CEV/UECE).

Resolução comentada

O que a questão pede: o que acontece com a velocidade e com o período de um satélite que passa para uma órbita circular de raio maior.

Passo 1 — a velocidade orbital. Na órbita circular, a gravidade faz o papel de resultante centrípeta:

G M mr2=m v2r⇒v=G Mr\frac{G\,M\,m}{r^2} = \frac{m\,v^2}{r} \Rightarrow v = \sqrt{\frac{G\,M}{r}}

Raio maior → velocidade menor.

Passo 2 — o período. Uma volta tem comprimento 2πr2\pi r:

T=2πrv=2πr3G MT = \frac{2\pi r}{v} = 2\pi\sqrt{\frac{r^3}{G\,M}}

Raio maior → período maior (é a 3ª lei de Kepler: T2∝r3T^2 \propto r^3). O satélite mais alto anda mais devagar e tem uma volta mais longa a percorrer.

⚠️ A armadilha: pensar que, como foi preciso "acelerar" o satélite na manobra de transferência, ele termina mais rápido. Os motores dão impulso para subir, mas, já estabilizado na órbita mais alta, a velocidade orbital é menor.

A ideia em uma frase: quanto mais alta a órbita, menor a velocidade e maior o período.

Resposta: alternativa B.

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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