UEMG 2010 — questão 15 de Física
Enunciado em texto
O ano de 2009 é o Ano Internacional da Astronomia. A 400 anos atrás, Galileu apontou um telescópio para o céu, e mudou a nossa maneira de ver o mundo, de ver o universo e de vermos a nós mesmos. As seis questões, a seguir, nos colocam diante de constatações e nos lembram que somos, apenas, uma parte de algo muito maior: o cosmo.
Em seu movimento em torno do Sol, a Terra descreve uma trajetória elíptica, como na figura, abaixo:
[Figura: uma elipse tracejada (a órbita), com o Sol desenhado dentro dela, deslocado do centro para a esquerda (num dos focos), e a Terra representada por uma pequena bola sobre a elipse, no alto à direita.]
São feitas duas afirmações sobre esse movimento:
1. A velocidade da Terra permanece constante em toda a trajetória.
2. A mesma força que a Terra faz no Sol, o Sol faz na Terra.
Sobre tais afirmações, só é CORRETO dizer que
A) as duas afirmações são verdadeiras.
B) apenas a afirmação 1 é verdadeira.
C) apenas a afirmação 2 é verdadeira.
D) as duas afirmações são falsas.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2010 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar duas afirmações sobre a Terra em órbita elíptica: velocidade constante e forças trocadas entre Terra e Sol.
Afirmação 1 — falsa. Numa órbita curva, a direção da velocidade muda o tempo todo, então o vetor velocidade não é constante. E nem o módulo é: pela 2ª lei de Kepler (lei das áreas), o segmento Sol–planeta varre áreas iguais em tempos iguais. Perto do Sol (periélio) esse segmento é curto, e o planeta precisa andar mais depressa para varrer a mesma área; longe do Sol (afélio), anda mais devagar.
Afirmação 2 — verdadeira. A atração gravitacional entre Terra e Sol é um par de ação e reação (3ª lei de Newton): o Sol puxa a Terra, a Terra puxa o Sol, com forças de mesmo módulo, mesma direção e sentidos opostos. Pela lei da gravitação, o módulo é o mesmo para os dois:
(A frase do caderno diz “a mesma força” no sentido de mesma intensidade; o sentido de cada uma é oposto, e cada uma age num corpo diferente.)
⚠️ A armadilha: achar que o Sol, por ter massa muito maior, puxa a Terra com mais força do que a Terra puxa o Sol, e julgar a afirmação 2 falsa (alternativa D). As forças são iguais; o que é diferente é o efeito: a mesma força acelera muito pouco o Sol, que tem massa enorme, e bastante a Terra.
A ideia em uma frase: na órbita elíptica a Terra acelera e desacelera (lei das áreas), mas a força que ela e o Sol trocam é sempre um par de ação e reação, de mesmo módulo.
Resposta: alternativa C (apenas a afirmação 2 é verdadeira).
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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