UFU 2020-2 — questão 19 de Física
Enunciado em texto
Um satélite geoestacionário corresponde aquele que fica permanentemente sobre uma dada região do planeta Terra, e por isso é muito utilizado para suprir serviços específicos para aquela região como, por exemplo, monitoramento e comunicações.
A respeito dos satélites geoestacionários, é correto afirmar que possuem
A) velocidade nula em relação a um observador em repouso em relação ao Sol.
B) órbitas que ficam permanentemente sobre a região polar da Terra.
C) órbitas cujo período é equivalente ao período de rotação da Terra.
D) raio de órbita inversamente proporcional à massa do satélite.
(Enunciado: Processo Seletivo UFU 2020-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: a característica correta de um satélite que fica sempre sobre o mesmo ponto da Terra.
Passo 1 — o período. Para ficar parado em relação ao chão, o satélite tem que dar uma volta no mesmo tempo em que a Terra dá uma volta em torno do eixo (cerca de 24 h), no mesmo sentido de rotação. A alternativa C está certa.
Passo 2 — por que não A. O satélite está parado em relação à superfície da Terra, não em relação ao Sol: para um observador ligado ao Sol, ele gira com a Terra e ainda acompanha a translação dela. Velocidade nula só no referencial da Terra.
Passo 3 — por que não B. Uma órbita é sempre um círculo (ou elipse) em torno do centro da Terra; para acompanhar a rotação, ela tem que estar no plano do equador. Um satélite não consegue ficar parado sobre um polo.
Passo 4 — por que não D. Na órbita circular, a gravidade faz o papel de resultante centrípeta:
A massa do satélite se cancela: o raio depende só da massa da Terra e do período. Dá cerca de 42 000 km do centro da Terra (uns 36 000 km de altitude) para qualquer satélite geoestacionário.
⚠️ A armadilha: a alternativa A, que troca o referencial. “Parado” é em relação à Terra que gira; visto de fora, o satélite se move a uns 3 km/s.
A ideia em uma frase: geoestacionário é o satélite que gira junto com a Terra: órbita equatorial com período de um dia, a uma altura que não depende da sua massa.
Resposta: alternativa C (período igual ao período de rotação da Terra).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.