Descreva como as interações gravitacionais afetam o movimento de um satélite em órbita ao redor da Terra e…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Descreva como as interações gravitacionais afetam o movimento de um satélite em órbita ao redor da Terra e calule sua velocidade orbital em uma altura de 300 km. (Considerar a massa da Terra como 5,97×10²4 kg e G = 6,67×10?¹¹ N·m²/kg²)
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A interações gravitacionais mantêm os satélites em órbita, equilibrando a força gravitacional e a força centrífuga. Para calcular a velocidade orbital (v), usamos v = v(GM/r), onde M é a massa da Terra e r a distância do centro da Terra até o satélite. Com altura de 300 km, r = 6371 km + 300 km = 6671 km = 6,671×106 m. Portanto, v = v(6,67×10?¹¹ * 5,97×10²4 / 6,671×106) ˜ 7,73 km/s.
Explicação
As interações gravitacionais são responsáveis por manter o satélite em órbita, pois a força gravitacional da Terra puxa o satélite em direção a ela, enquanto a velocidade do satélite cria uma força centrífuga que o mantém afastado. O cálculo da velocidade orbital é feito utilizando a fórmula que relaciona a força gravitacional com a aceleração centrípeta, considerando a distância do centro da Terra até o satélite. A conversão das unidades e a substituição dos valores corretos na fórmula resultam na velocidade orbital precisa para a altura especificada.
Raio-X da questão
interações gravitacionais e velocidade orbital
avaliacao
lei da gravitação universal · cálculo de velocidade orbital
Revisar a lei da gravitação universal e a fórmula da velocidade orbital.
O aluno pode confundir a velocidade orbital com a aceleração gravitacional, não aplicando corretamente as fórmulas necessárias para o cálculo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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