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Física 1ª série Atividade

Gravitação universal e leis de Kepler

Atividade com 10 questões sobre modelos geocêntrico e heliocêntrico, leis de Kepler, lei da gravitação universal, gravidade em diferentes planetas e astronomia indígena.

  • 10 questões
  • cerca de 50 minutos
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Física, 1ª série: Gravitação universal e leis de Kepler

  1. Durante cerca de 1 400 anos, prevaleceu na Europa o modelo geocêntrico de Ptolomeu. No século XVI, Copérnico propôs o modelo heliocêntrico. Sobre esses modelos, é correto afirmar que

    1. o geocêntrico foi abandonado porque não conseguia prever nenhuma posição dos planetas
    2. o heliocêntrico de Copérnico já usava órbitas elípticas, exatamente como as propostas por Kepler
    3. no heliocêntrico, o movimento retrógrado aparente de Marte decorre do movimento da Terra
    4. os dois modelos colocam a Terra parada no centro do Universo
    5. o geocêntrico foi proposto depois do heliocêntrico, para corrigi-lo

  2. De acordo com a primeira lei de Kepler, a órbita de cada planeta em torno do Sol é

    1. uma elipse, com o Sol em um dos focos
    2. uma circunferência, com o Sol no centro
    3. uma elipse, com o Sol no centro
    4. uma parábola, com o Sol no vértice
    5. uma elipse, com a Terra em um dos focos

  3. A segunda lei de Kepler afirma que o segmento que liga o Sol a um planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais. Uma consequência dessa lei é que o planeta

    1. é mais rápido no afélio, o ponto mais distante do Sol
    2. tem velocidade constante em toda a órbita
    3. é mais rápido no periélio, o ponto mais próximo do Sol
    4. para momentaneamente no afélio
    5. tem a mesma velocidade no periélio e no afélio, mas sentidos opostos

  4. Pela terceira lei de Kepler, T2 / a3 tem o mesmo valor para todos os planetas do Sistema Solar, em que T é o período orbital e a é o raio médio da órbita. Para a Terra, T = 1 ano e a = 1 UA (unidade astronômica). Um asteroide com órbita de raio médio 4 UA tem período de

    1. 4 anos
    2. 16 anos
    3. 8 anos
    4. 2 anos
    5. 64 anos

  5. Segundo a lei da gravitação universal de Newton, F = G · M · m / d2. Se a distância entre dois corpos for triplicada, mantidas as massas, a força gravitacional entre eles

    1. fica 3 vezes menor
    2. fica 9 vezes maior
    3. fica 3 vezes maior
    4. fica 9 vezes menor
    5. não se altera

  6. Na superfície da Terra, a aceleração da gravidade vale cerca de 10 m/s2. Em um ponto situado a uma altura igual ao raio da Terra acima da superfície, a aceleração da gravidade vale aproximadamente

    1. 5,0 m/s2
    2. 2,5 m/s2
    3. 10 m/s2
    4. 20 m/s2
    5. zero

  7. Um planeta tem o dobro da massa da Terra e o dobro do raio da Terra. Se na Terra g = 10 m/s2, na superfície desse planeta a gravidade vale

    1. 10 m/s2
    2. 20 m/s2
    3. 2,5 m/s2
    4. 40 m/s2
    5. 5,0 m/s2

  8. Em vídeos gravados na Estação Espacial Internacional, a cerca de 400 km de altitude, os astronautas flutuam dentro da estação. Isso ocorre porque

    1. a 400 km de altitude não há mais atração gravitacional da Terra sobre os corpos
    2. a atração da Lua anula a atração da Terra nessa altitude
    3. estação e astronautas estão em queda livre, com a mesma aceleração
    4. o vácuo do espaço impede a ação da gravidade
    5. os astronautas perdem massa ao sair da atmosfera

  9. Leia o texto.

    Muitos povos indígenas brasileiros, como os Guarani, reconhecem no céu constelações próprias, como a da Ema, formada por estrelas e manchas escuras da Via Láctea. A posição dessas constelações ao anoitecer, ao longo do ano, é usada para marcar o início das estações e orientar atividades como o plantio e a colheita.

    O texto permite concluir que

    1. a observação sistemática do céu produziu conhecimento astronômico útil em várias culturas
    2. as constelações indígenas são incorretas porque não coincidem com as constelações oficiais
    3. só a astronomia europeia é capaz de relacionar o céu às estações do ano
    4. as estações do ano são causadas pela posição das constelações
    5. a astronomia indígena se limita a mitos, sem relação com observações

  10. No século XVIII, Henry Cavendish mediu em laboratório a constante da gravitação universal, o que permitiu "pesar a Terra".
    a) Partindo de g = GM/R2, mostre como calcular a massa M da Terra.
    b) Calcule M usando g = 10 m/s2, R = 6,4 · 106 m e G = 6,7 · 10−11 N · m2/kg2.
    c) Por que não é possível obter M sem conhecer G?

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