Explique como surgem as marés devido ao gradiente do campo gravitacional do Sol e calcule a aceleração tidal…
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
Explique como surgem as marés devido ao gradiente do campo gravitacional do Sol e calcule a aceleração tidal aproximada do Sol na superfície da Terra usando a fórmula a_tidal ˜ 2·G·M_sol·R_terra / d^3. Use G = 6,67×10^-11 N·m²/kg², M_sol = 1,99×10^30 kg, R_terra = 6,37×10^6 m, distância média d = 1,50×10^11 m. Compare esse valor com g = 10 m/s² e discuta a relevância para as marés.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
O efeito tidal resulta da diferença (gradiente) do campo gravitacional entre pontos distintos da Terra; isso gera forças que estiram os fluidos em direção ao astro e no lado oposto. Cálculo: a_tidal ˜ 2·G·M_sol·R_terra / d^3 = 2·(6,67×10^-11)·(1,99×10^30)·(6,37×10^6)/(1,50×10^11)^3. Numerador ˜ 1,690×10^27; denominador ˜ 3,375×10^33 ? a_tidal ˜ 5,0×10^-7 m/s². Comparação: a_tidal/g ˜ 5,0×10^-8, ou seja, a aceleração tidal do Sol é aproximadamente 5·10^-8 vezes a gravidade local. Conclusão física: isoladamente esse valor é muito pequeno frente a g, mas o efeito de marés resulta da diferença de forças sobre a massa de grandes volumes d'água e da superposição com a maré lunar; assim, mesmo acelerações diferenciais tão pequenas são suficientes para gerar oscilações observáveis nas massas oceânicas. Inclua também a direção: o alongamento é ao longo da linha que une o centro da Terra ao Sol.
Explicação
A explicação aborda como as marés são causadas pela diferença de forças gravitacionais em diferentes pontos da Terra, resultando em um estiramento dos oceanos. O cálculo da aceleração tidal do Sol demonstra que, embora essa aceleração seja muito menor que a gravidade local, a diferença nas forças gravitacionais é o que provoca as oscilações nas massas de água. A direção do alongamento das marés é importante para entender como as forças gravitacionais do Sol e da Lua interagem para formar os padrões de maré.
Raio-X da questão
aceleração tidal
avaliacao
campo gravitacional · cálculo de aceleração
Revisar a lei da gravitação universal e suas aplicações em fenômenos naturais.
O aluno pode confundir a aceleração tidal com a aceleração gravitacional, não considerando a variação do campo gravitacional ao longo da superfície da Terra.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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