UFRGS 2011 — questão 3 de Física
Enunciado em texto
Um satélite geoestacionário está em órbita circular com raio de aproximadamente 42.000 km em relação ao centro da Terra.
(Considere o período de rotação da Terra em torno de seu próprio eixo igual a 24h.)
Sobre esta situação, são feitas as seguintes afirmações.
I. O período de revolução do satélite é de 24h.
II. O trabalho realizado pela Terra sobre o satélite é nulo.
III. O módulo da velocidade do satélite é constante e vale km/h.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas I e III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.
(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2011, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar três afirmações sobre um satélite geoestacionário em órbita circular.
Passo 1 — afirmação I (correta). Geoestacionário quer dizer que o satélite fica sempre sobre o mesmo ponto do equador. Para isso, ele tem de dar uma volta no mesmo tempo em que a Terra gira em torno do próprio eixo: 24 h.
Passo 2 — afirmação II (correta). Na órbita circular, a força gravitacional aponta para o centro da Terra e a velocidade é tangente à órbita: as duas são perpendiculares o tempo todo. Força perpendicular ao deslocamento não realiza trabalho:
Isso combina com o fato de a energia cinética do satélite não mudar.
Passo 3 — afirmação III (correta). No movimento circular uniforme, a velocidade tem módulo constante, igual a uma volta dividida pelo período:
⚠️ A armadilha: achar que, como a Terra “puxa” o satélite, ela realiza trabalho sobre ele e recusar a II. A força existe, mas só muda a direção da velocidade, não o seu módulo; por isso o trabalho é nulo.
A ideia em uma frase: o geoestacionário gira junto com a Terra (T = 24 h), em movimento circular uniforme, e a gravidade, sempre perpendicular à velocidade, não realiza trabalho.
Resposta: alternativa E (I, II e III).
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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