UFRGS 2019 — questão 3 de Física

Gabarito EGravitação — lei da gravitação universal (inverso do quadrado da distância)Concurso Vestibular · Física

Enunciado da questão 3 de Física do UFRGS 2019 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Em 12 de agosto de 2018, a NASA lançou uma sonda espacial, a Parker Solar Probe, com objetivo de aprofundar estudos sobre o Sol e o vento solar (o fluxo contínuo de partículas emitidas pela coroa solar). A sonda deverá ser colocada em uma órbita tal que, em seu ponto de máxima aproximação do Sol, chegará a uma distância deste menor que 1/24 da distância Sol-Terra.

Considere $F_T$ o módulo da força gravitacional exercida pelo Sol sobre a sonda, quando esta se encontra na atmosfera terrestre, e considere $F_S$ o módulo da força gravitacional exercida pelo Sol sobre a sonda, quando a distância desta ao Sol for igual a 1/24 da distância Sol-Terra.

A razão $F_S/F_T$ entre os módulos dessas forças sobre a sonda é igual a

(A) 1.

(B) 12.

(D) 144.

(E) 576.

(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2019, 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 atração do Sol sobre a sonda aumenta quando ela chega a 1/24 da distância Sol-Terra.

Passo 1 — a lei. Pela gravitação de Newton, com M a massa do Sol, m a da sonda e d a distância entre eles:

$F = \frac{G\,M\,m}{d^2}$

G, M e m não mudam; a força só depende de $1/d^2$ .

Passo 2 — as duas distâncias. Na atmosfera da Terra, a sonda está praticamente à distância Sol-Terra, que vamos chamar de D. Perto do Sol, a distância é D/24.

$\frac{F_S}{F_T} = \left(\frac{D}{D/24}\right)^2 = 24^2$

$\frac{F_S}{F_T} = 576$

⚠️ A armadilha: esquecer o quadrado e responder 24, a alternativa C. A força não é inversamente proporcional à distância, e sim ao quadrado dela.

A ideia em uma frase: dividir a distância por 24 multiplica a força gravitacional por 24², isto é, por 576.

Resposta: alternativa E (576).

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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