UFLA 2025 (PAS, 1ª etapa) — questão 11 de Física

Gabarito DGravitação — aceleração da gravidade na superfície de um exoplanetaPAS · 1ª etapa · Grupo XXVI, triênio 2025–2027 · prova de 15/06/2025
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 11 de Física do UFLA 2025 (PAS, 1ª etapa)

Enunciado em texto

Kepler–1649c é um exoplaneta que orbita a estrela anã vermelha Kepler-1689, localizado a 300 anos-luz da Terra. Considerado o “planeta mais parecido com a Terra”, Kepler-1649c está dentro da zona habitável do seu sistema, completando uma órbita em torno de sua estrela a cada 19,5 dias terrestres. Apesar de sua posição favorável, a falta de informações sobre sua atmosfera impede a confirmação da presença de água líquida em sua superfície. Identificado pela NASA como um planeta rochoso, Kepler-1649c possui um raio de aproximadamente 1,0 vezes e uma massa de aproximadamente 1,2 vezes a do planeta Terra.

Para calcular a aceleração da gravidade em Kepler-149c, usualmente é empregada a fórmula da gravidade superficial:

g=G.MR2g = \frac{G.M}{R^2}

em que g é a aceleração da gravidade, G é a constante gravitacional, M é a massa do planeta e R é o raio do planeta.

Considere gTerra=10 m/s2g_{\text{Terra}} = 10\ \text{m/s}^2. Qual das seguintes opções representa aproximadamente a aceleração da gravidade na superfície do exoplaneta Kepler-1649c?

A) gKepler-1649c=15 m/s2g_{\text{Kepler-1649c}} = 15\ \text{m/s}^2

B) gKepler-1649c=10 m/s2g_{\text{Kepler-1649c}} = 10\ \text{m/s}^2

C) gKepler-1649c=14 m/s2g_{\text{Kepler-1649c}} = 14\ \text{m/s}^2

D) gKepler-1649c=12 m/s2g_{\text{Kepler-1649c}} = 12\ \text{m/s}^2

(Enunciado: PAS/UFLA 1ª etapa (Grupo XXVI, triênio 2025–2027), prova de 15/06/2025 — Universidade Federal de Lavras.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Lavras (UFLA) e à sua Coordenadoria Geral de Processos Seletivos (COPESE/UFLA).

Resolução comentada

O que a questão pede: a gravidade na superfície do exoplaneta, sabendo que ele tem 1,2 vez a massa da Terra e o mesmo raio.

Passo 1 — comparar, em vez de calcular. Não temos GG nem a massa da Terra em kg, mas não precisamos: basta dividir a fórmula aplicada ao exoplaneta pela fórmula aplicada à Terra. GG cancela:

gKgT=MKMT⋅(RTRK)2\frac{g_K}{g_T} = \frac{M_K}{M_T}\cdot\left(\frac{R_T}{R_K}\right)^2

Passo 2 — os números. Massa 1,2 vez a da Terra e raio 1,0 vez:

gKgT=1,2⋅(11,0)2=1,2\frac{g_K}{g_T} = 1{,}2 \cdot \left(\frac{1}{1{,}0}\right)^2 = 1{,}2

gK=1,2⋅10=12 m/s2g_K = 1{,}2 \cdot 10 = 12\ \text{m/s}^2

Conferindo: com o mesmo raio, a gravidade na superfície é simplesmente proporcional à massa. 20% a mais de massa, 20% a mais de gravidade: de 10 para 12 m/s².

O resto do texto: a distância de 300 anos-luz, o período de 19,5 dias e a estrela não entram na conta; a gravidade na superfície só depende da massa e do raio do próprio planeta. (O texto ainda tem dois deslizes de digitação, “Kepler-1689” e “Kepler-149c”, mas o planeta é sempre o mesmo, Kepler-1649c.)

⚠️ A armadilha: marcar B por achar que, sendo “o planeta mais parecido com a Terra”, a gravidade é a mesma. Mesmo raio não basta; a massa é 20% maior. Outro tropeço é pôr o fator 1,2 no denominador (como se fosse o raio): daria cerca de 8,3 m/s², que nem está entre as opções.

A ideia em uma frase: a gravidade na superfície é proporcional à massa e inversamente proporcional ao quadrado do raio; com o raio igual ao da Terra, ela só cresce na proporção da massa.

Resposta: alternativa D (12 m/s212\ \text{m/s}^2).

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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