UNEMAT 2015 (2º semestre) — questão 6 de Física
Enunciado em texto
Diversas empresas vêm anunciando que esta será a década da implantação do turismo espacial, o qual deve ser inaugurado em 2014, tanto que, neste ano, pela primeira vez, uma nave comercial atingiu a estratosfera ao chegar a 25 mil metros de altura e rompeu a barreira do som. Mas, o que mais impressionou foi a passagem do vácuo para a atmosfera: com um sistema de desaceleração, o veículo concluiu em temperaturas espantosamente baixas a fase crítica do voo. Em voos de 2,5 horas valerão, para os futuros turistas, cinco minutos de gravidade zero.
Disponível em: http://www.brasilturismo.blog.br/turismo-espacial-voos-ocorrerao-antes-de-2013-pela-empresa-de-turismo-virgin-galactic.html. (adaptado) Acesso em: 31 out. 2013.
A respeito do assunto, assinale a alternativa correta.
(A) A espaçonave entra na atmosfera em movimento de queda livre, a mesma de um corpo ao ser largado de nossas mãos, pois o campo gravitacional terrestre não varia com altitude.
(B) O conceito de vácuo, transmitido no texto, refere-se a uma região de diferentes pressões, tanto que, ao sair dele e entrar na atmosfera, é preciso usar desacelerador.
(C) A afirmação de que atingiu a gravidade zero é errônea, pois ela fica ligeiramente baixa, fazendo com que os corpos flutuem na espaçonave, o que denominamos de imponderabilidade.
(D) Caso não houvesse os desaceleradores, a temperatura externa da espaçonave tenderia a zero.
(E) Fora da estratosfera existe somente vácuo.
(Enunciado: Concurso Vestibular UNEMAT 2015/2 — Unemat.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT).
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre a “gravidade zero” e a reentrada de uma nave de turismo espacial.
Passo 1 — quanto vale g lá em cima. A gravidade cai com o quadrado da distância ao centro da Terra. Com raio da Terra de cerca de 6 370 km:
Mesmo a 100 km de altitude, a gravidade ainda é cerca de 97% da que temos no chão: está longe de zero. “Gravidade zero” é, portanto, uma expressão errada.
Passo 2 — por que os passageiros flutuam. Durante aqueles minutos, a nave e tudo o que está dentro dela estão em queda livre juntos, com a mesma aceleração. O chão da nave não empurra ninguém, e a pessoa não sente o próprio peso: é a imponderabilidade (ausência de peso aparente), não ausência de gravidade.
Passo 3 — a alternativa (C). Ela diz que a “gravidade zero” é errônea, que a gravidade fica apenas um pouco menor, e dá o nome certo ao que os passageiros sentem, imponderabilidade. É a única correta.
Atenção: a (C) sugere que é a gravidade “ligeiramente baixa” que faz os corpos flutuarem. Não é: um g de 97% não faz ninguém flutuar; o que faz é a queda livre comum da nave e dos passageiros. A parte central da alternativa (a gravidade não é zero, e o fenômeno se chama imponderabilidade) está certa, e as outras quatro estão claramente erradas.
Por que não as outras:
• (A) o campo gravitacional varia com a altitude (cai com o quadrado da distância ao centro); e dentro da atmosfera a nave sofre resistência do ar, então não está em queda livre.
• (B) vácuo é a região de pressão praticamente nula, não “de diferentes pressões”; o desacelerador é necessário por causa da resistência e do aquecimento do ar na reentrada.
• (D) sem desaceleração, o choque com o ar a alta velocidade aqueceria a nave, não a resfriaria; e “temperatura tendendo a zero” não tem sentido físico aqui.
• (E) acima da estratosfera ainda há mesosfera, termosfera e exosfera: o ar vai ficando rarefeito, mas não vira vácuo de repente.
⚠️ A armadilha: acreditar que “lá em cima não há gravidade”. Se não houvesse gravidade a 100 km, a Lua e os satélites não ficariam em órbita. Os astronautas flutuam porque caem junto com a nave.
A ideia em uma frase: a gravidade em órbita baixa é quase a mesma do chão; flutuar é efeito da queda livre, a imponderabilidade.
Resposta: alternativa C (“gravidade zero” é errado; o que se sente é imponderabilidade).
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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