Question

A Lei da Gravitação Universal, de Isaac Newton, estabelece a intensidade da força de atração entre duas massas. Ela é representada pela expressão: F = G x (m1 x m2/d² onde m1 e m2 correspondem às massas dos corpos, d à distância entre eles, G à constante universal da gravitação e F à força que um corpo exerce sobre o outro.

O esquema representa as trajetórias circulares de cinco satélites, de mesma massa, orbitando a Terra.

Qual gráfico expressa as intensidades das forças que a Terra exerce sobre cada satélite em função do tempo?

Answer 1

Alternativa B!

Para chegar nessa conclusão, avaliei os seguintes dados.

Para órbita circular, a distância do satélite ao centro da Terra é constante e a força gravitacional terá intensidade constante e com valor inversamente proporcional ao quadrado da distância entre o planeta e o centro da Terra

dA ≥ dB ≥ dC ≥ dD ≥ dE
e
fA ≥ fB ≥ fC ≥ fD ≥ fE

Answer 2

Resposta: alternativa B

Explicação passo a passo

Passo 1: observe na expressão matemática da gravitação universal,

$F=G\dfrac{m_1 \cdot m_2}{d^2}$

que a força de atração gravitacional é diretamente proporcional ao produto das massas ($m_1 \cdot m_2$) e, por isso, quanto maior as massas, maior o produto e maior a $F$. Observe, ainda que, quanto maior a distância entre as massas menor será a força

Passo 2: nesse problema as massas são constantes, a massa da terra é constante e foi dito que os satélites têm mesma massa e, por isso, nesse problema o que faz a força de atração ser diferente de um satélite para outro é sua distância em relação ao centro da Terra.

Pela primeira imagem, vemos que $d_A > d_B > d_C > d_D > d_E$, e assim:

$F_E > F_D > F_C > F_B > F_A$

Passo 3: por fim, mas não menos importante, é observamos que a força em cada satélite é constante ao longo do tempo visto que a distância (em relação à Terra) e a massa de cada satélite é constante com o tempo e são desses fatores que depende a força. Essa observação nos permite eliminar as alternativas C, D e E.