Unimes 2022 — questão 37 de Física
Enunciado em texto
A nova nave da empresa Virgin Galactic, a Virgin Spaceship Unity, é uma das que estão abrindo as portas para a era do turismo espacial, propiciando aos tripulantes e passageiros a sensação de ausência de gravidade durante alguns minutos do voo.
No caso da Unity, essa sensação é possível porque, na parte mais alta da sua trajetória, a cerca de 85 km de altitude,
(A) a nave está acelerada para cima, o que anula a gravidade.
(B) a ação gravitacional da Terra é equilibrada pela atração gravitacional da Lua.
(C) a gravidade se torna nula, devido ao grande distanciamento da superfície da Terra.
(D) já há vácuo e, consequentemente, nenhuma gravidade.
(E) a potência dos motores é reduzida, colocando a nave em queda livre.
(Enunciado: Vestibular Unimes 2022, Medicina, Prova II — Unimes/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Metropolitana de Santos (Unimes) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: por que os passageiros “flutuam” no alto da trajetória da nave.
Passo 1 — a gravidade não sumiu. A 85 km de altitude, a distância ao centro da Terra é cerca de 6 370 + 85 = 6 455 km, só uns 1,3% maior que na superfície. Como a gravidade cai com o quadrado da distância, ela vale ali cerca de 97% do valor no chão: aproximadamente 9,5 m/s².
Passo 2 — de onde vem a sensação. O que sentimos como “peso” é a força de apoio do chão ou da cadeira. Quando a nave e os passageiros caem juntos, com a mesma aceleração g, o assento não precisa empurrar ninguém: a força de apoio vai a zero e a pessoa flutua em relação à cabine. Isso é a queda livre: só a gravidade age.
Passo 3 — como a Unity consegue isso. Depois de subir impulsionada pelo motor de foguete, a nave desliga a propulsão e segue numa trajetória balística: sobe, para e volta a cair, com o ar ali tão rarefeito que quase não freia nada. Durante esses minutos, tudo cai junto. É o que diz a (E). (Rigorosamente, o motor é desligado, não só reduzido; mas a ideia central da alternativa, a queda livre, é a correta.)
Por que não as outras: (A) se a nave estivesse acelerada para cima, o assento empurraria os passageiros com força maior que o peso: eles se sentiriam mais pesados. (B) a atração da Lua a 85 km da Terra é desprezível perto da terrestre. (C) como vimos, a gravidade a 85 km é quase a mesma da superfície. (D) o vácuo não tem nada a ver com a gravidade: a gravidade age também no vácuo, e é ela que mantém a Lua em órbita.
⚠️ A armadilha: a (C), a ideia de que “lá em cima não tem gravidade”. A gravidade a 85 km é praticamente a mesma; os astronautas da Estação Espacial, a 400 km, também flutuam pelo mesmo motivo: estão em queda livre contínua.
A ideia em uma frase: flutuar não é ficar sem gravidade, é cair junto com o veículo: em queda livre, o apoio vai a zero.
Resposta: alternativa E (a nave fica em queda livre).
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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