UFRGS 2023 — questão 19 de Física
Enunciado em texto
Dídimo e Dimorfo são um par de asteroides que estão ligados gravitacionalmente, orbitando em torno de seu centro de massa. Recentemente, a NASA fez colidir contra Dimorfo a sonda Dart, em um experimento para testar a viabilidade de desviar a trajetória de asteroides potencialmente perigosos para nosso planeta. Como resultado do impacto, a sonda Dart aderiu à superfície de Dimorfo, que teve sua trajetória alterada.
A respeito dessa colisão, considere as seguintes afirmações.
I - A colisão foi inelástica.
II - A trajetória de Dídimo também foi alterada pela colisão.
III- A trajetória do centro de massa do sistema binário original de asteroides foi alterada pela colisão.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e III.
(E) I, II e III.
(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2023, 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 o choque da sonda Dart com o asteroide Dimorfo.
I — correta. A sonda grudou em Dimorfo: depois do choque, os dois seguem juntos. Esse é o caso extremo de colisão inelástica (perfeitamente inelástica), em que a perda de energia cinética é a maior possível.
II — correta. Dídimo e Dimorfo se atraem pela gravidade. A força que Dimorfo faz sobre Dídimo depende de onde Dimorfo está. Se a órbita de Dimorfo mudou, mudou também a força sobre Dídimo ao longo do tempo, e com ela o movimento de Dídimo em torno do centro de massa. Além disso, o próprio centro de massa do par passou a se mover de outro jeito (item III), e Dídimo vai junto. O efeito em Dídimo é pequeno, porque ele é muito mais massivo, mas existe.
III — correta. O centro de massa de um sistema só muda de movimento se houver força externa sobre ele. Para o sistema “binário original” (Dídimo + Dimorfo), a sonda é um corpo de fora: o empurrão que ela deu em Dimorfo é uma força externa ao par. Ela transferiu quantidade de movimento ao par e alterou a velocidade do centro de massa dele.
Cuidado com o sistema escolhido: se o sistema fosse “Dídimo + Dimorfo + sonda”, a força do choque seria interna e o centro de massa desse sistema maior não mudaria. A afirmação III fala do sistema original, sem a sonda.
⚠️ A armadilha: pensar que o choque “só mexeu em Dimorfo” e marcar (A) ou (D). Num sistema ligado pela gravidade, mexer num corpo mexe no outro; e uma força vinda de fora altera o centro de massa do par.
A ideia em uma frase: corpos que grudam = colisão inelástica; força externa ao sistema muda o movimento do centro de massa; e corpos ligados pela gravidade “sentem” as mudanças um do outro.
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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