UFRGS 2016 — questão 5 de Física

Gabarito CGravitação — gravidade na superfície de um exoplanetaConcurso Vestibular · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 5 de Física do UFRGS 2016

Enunciado em texto

Em 23 de julho de 2015, a NASA, agência espacial americana, divulgou informações sobre a existência de um exoplaneta (planeta que orbita uma estrela que não seja o Sol) com características semelhantes às da Terra. O planeta foi denominado Kepler 452-b. Sua massa foi estimada em cerca de 5 vezes a massa da Terra e seu raio em torno de 1,6 vezes o raio da Terra.

Considerando g o módulo do campo gravitacional na superfície da Terra, o módulo do campo gravitacional na superfície do planeta Kepler 452-b deve ser aproximadamente igual a

(A) g/2.

(B) g.

(C) 2g.

(D) 3g.

(E) 5g.

(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2016, 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: quantas vezes a gravidade na superfície do Kepler 452-b é maior que a da Terra.

Passo 1 — a fórmula do campo. Pela lei da gravitação universal, o campo na superfície de um planeta de massa MM e raio RR é:

g=GMR2g = \frac{GM}{R^2}

Ele cresce com a massa e cai com o quadrado do raio.

Passo 2 — fazer a razão. Dividindo o do planeta pelo da Terra, GG se cancela:

gKg=MKM⋅R2RK2=51,62\frac{g_K}{g} = \frac{M_K}{M}\cdot\frac{R^2}{R_K^2} = \frac{5}{1{,}6^2}

gKg=52,56≈1,95≈2\frac{g_K}{g} = \frac{5}{2{,}56} \approx 1{,}95 \approx 2

⚠️ A armadilha: esquecer o quadrado do raio: 5/1,6 ≈ 3,1, que leva à alternativa D. Ou ignorar o raio e marcar 5g (alternativa E).

A ideia em uma frase: a gravidade na superfície vai com M/R2M/R^2: 5 vezes a massa e 1,6 vez o raio dão cerca de 2g.

Resposta: alternativa C (2g).

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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