Lista Gravitação. Lista de Física

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1 ALUNO(A): COLÉGIO PEDRO II UNIDADE ESCOLAR SÃO CRISTÓVÃO III Lista Gravitação SÉRIE: 1ª TURMAS COORDENADOR: Eduardo Gama PROFESSOR(A): Lista de Física 1) Um satélite artificial S descreve uma órbita elíptica em torno da Terra, sendo que a Terra está no foco, conforme a figura adiante. Indique a alternativa correta: a) A velocidade do satélite é sempre constante. b) A velocidade do satélite cresce à medida que o satélite caminha ao longo da curva ABC. c) A velocidade do ponto B é máxima. d) A velocidade do ponto D é mínima. e) A velocidade tangencial do satélite é sempre nula. 2) Suponha que a massa da lua seja reduzida à metade do seu valor real, sem variar o seu volume. Suponha, ainda, que ela continue na mesma órbita em torno da terra. Nessas condições o período de revolução da lua, T(lua), em torno da terra, e a aceleração da gravidade na lua, g(lua), ficariam a) T(lua) aumentado e g(lua) aumentada. b) T(lua) diminuído e g(lua) diminuída. c) T(lua) inalterado e g(lua) aumentada. d) T(lua) inalterado e g(lua) diminuída. e) T(lua) inalterado e g(lua) inalterada. 3) O quadro a seguir mostra dados astronômicos de Ganimedes e Io, dois satélites de Júpiter. 1- Com base nos dados fornecidos, calcule o período de translação T 1 de Io em torno de Júpiter. 2- Io tem aproximadamente o mesmo diâmetro da Lua. Com base nessa informação, é possível afirmar que a aceleração da gravidade na superfície da Lua e na superfície de Io têm, aproximadamente, o mesmo valor? Explique sua resposta.

2 4) Considere um satélite artificial em orbita circular. Duplicando a massa do satélite sem alterar o seu período de revolução, o raio da órbita será: a) duplicado. b) quadruplicado. c) reduzido à metade. d) reduzido à quarta parte. e) o mesmo. 5) Se um satélite que está em órbita da Terra dobrar a distância que mantém entre ele e a Terra, irá dobrar o período de translação? 6) O planeta Mercúrio tem massa M(Mercúrio) = 0,040M(Terra) e diâmetro d(mercúrio) = 0,40d(Terra). Nessas expressões M(Terra) e d(terra) são a massa e o diâmetro da Terra, respectivamente. a) Qual seria, em Mercúrio, o peso da água contida em uma caixa de 1000 litros? b) Um satélite da Terra em órbita circular de 40000km de raio tem período igual a 24 horas. Qual seria o período de um satélite de Mercúrio em órbita circular de mesmo raio? 7) Durante uma aula de revisão de física, foram feitas as seguintes afirmações: I - O empuxo sobre um corpo submerso depende da forma desse corpo. II - O planeta que está, em média, mais perto do Sol tem o menor período de revolução em torno dele. III - Quando a velocidade escalar é constante, a aceleração tem que ser nula. IV - O movimento de um corpo ocorre, necessariamente, na direção da força resultante. São CORRETAS a) apenas I e III. b) apenas II e IV. c) apenas II. d) apenas II, III e IV. e) apenas III e IV. 8) A tabela abaixo resume alguns dados importantes sobre os satélites de Júpiter Ao observar os satélites de Júpiter pela primeira vez, Galileu Galilei fez diversas anotações e tirou importantes conclusões sobre a estrutura de nosso universo. A figura abaixo da tabela reproduz uma anotação de Galileu referente a Júpiter e seus satélites. De acordo com essa representação e com os dados da tabela, os pontos indicados por 1, 2, 3 e 4 correspondem, respectivamente, a: a) Io, Europa, Ganimedes e Calisto. b) Ganimedes, lo, Europa e Calisto. c) Europa, Calisto, Ganimedes e lo. d) Calisto, Ganimedes, lo e Europa. e) Calisto, lo, Europa e Ganimedes.

3 9) A tabela abaixo ilustra uma das leis do movimento dos planetas: a razão entre o cubo da distância D de um planeta ao Sol e o quadrado do seu período de revolução T em torno do Sol é constante. O período é medido em anos e a distância em unidades astronômicas (UA). A unidade astronômica é igual à distância média entre o Sol e a Terra. Suponha que o Sol esteja no centro comum das órbitas circulares dos planetas. Um astrônomo amador supõe ter descoberto um novo planeta no sistema solar e o batiza como planeta X. O período estimado do planeta X é de 125 anos. Calcule a) a distância do planeta X ao Sol em UA; b) a razão entre a velocidade orbital do planeta X e a velocidade orbital da Terra. 10) As telecomunicações atuais dependem progressivamente do uso de satélites geo-estacionários. A respeito desses satélites, é correto dizer que a) seus planos orbitais podem ser quaisquer. b) todos se encontram à mesma altura em relação ao nível do mar. c) a altura em relação ao nível do mar depende da massa do satélite. d) os que servem os países do hemisfério norte estão verticalmente acima do Pólo Norte. e) se mantêm no espaço devido à energia solar. 11) A Lua tem sido responsabilizada por vários fenômenos na Terra, tais como, apressar o parto de seres humanos e animais e aumentar o crescimento de cabelos e plantas. Sabe-se que a aceleração gravitacional da Lua em sua própria superfície é praticamente 1/6 daquela Terra (g T = 10m/s 2 ), e que a distância entre a Terra e a Lua é da ordem de 200 raios lunares. Para estimar os efeitos gravitacionais da Lua na superfície da Terra, calcule: a) A aceleração gravitacional provocada pela Lua em um corpo na superfície da Terra. b) A variação no peso de um bebê de 3,0kg devido à ação da Lua. 12) Você sabia que o seu peso em São José dos Campos não é o mesmo que em Manaus? A diferença é mínima mas é suficiente para que um atleta de salto em distância obtenha dois ou três centímetros a mais em Manaus do que em São José. A figura a seguir mostra como o peso de um objeto - representado pela flecha - depende da distância até a Terra.

4 Responda a pergunta a seguir: Costuma-se dizer que os astronautas "flutuam" em suas naves espaciais porque no espaço cósmico NÃO EXISTE gravidade. De acordo com o texto anterior, essa idéia é correta? Explique. 13) Qual a unidade sistema internacional da constante universal da gravidade, que aparece na lei da Gravitação de Newton? 14) Dois planetas atraem-se segundo uma força F. Se a distância entre os dois planetas for dobrada, de quantas vezes a força F é reduzida? 15) Considerando que na Terra a aceleração da gravidade é de 10 m/s 2, qual é a aceleração da gravidade g' em um planeta que possui a mesma massa e metade do diâmetro da Terra? 16) Dois corpos A e B, de massas 16M e M, respectivamente, encontram-se no vácuo e estão separadas de certa distância. Observa-se que outro corpo, de massa M, fica em repouso quando colocado no ponto P, conforme a figura. A razão x/y entre as distâncias indicadas é igual a: a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 16 17) No Sistema Solar, o planeta Saturno tem massa cerca de 100 vezes maior do que a da Terra e descreve uma órbita, em torno do Sol, a uma distância média 10 vezes maior do que a distância média da Terra ao Sol (valores aproximados). A razão [F(Sat)/F(T)] entre a força gravitacional com que o Sol atrai Saturno e a força gravitacional com que o Sol atrai a Terra é de aproximadamente: a) 1000 b) 10 c) 1 d) 0,1 e) 0,001 18) O raio do horizonte de eventos de um buraco negro corresponde à esfera dentro da qual nada, nem mesmo a luz, escapa da atração gravitacional por ele exercida. Por coincidência, esse raio pode ser calculado não-relativisticamente como o raio para o qual a velocidade de escape é igual à velocidade da luz. Qual deve ser o raio do horizonte de eventos de um buraco negro com uma massa igual à massa da Terra?

5 19) O turismo chegou ao espaço! No dia 30/04/2001, o primeiro turista espacial da história, o norteamericano Denis Tito, a um custo de 20 milhões de dólares, chegou à Estação Espacial Internacional, que está se movendo ao redor da Terra. Ao mostrar o turista flutuando dentro da estação, um repórter erroneamente disse: "O turista flutua devido à ausência de gravidade". A explicação correta para a flutuação do turista é: a) a força centrípeta anula a força gravitacional exercida pela Terra. b) na órbita da estação espacial, a força gravitacional exercida pela Terra é nula. c) a estação espacial e o turista estão com a mesma aceleração, em relação à Terra. d) na órbita da estação espacial, a massa inercial do turista é nula. 20) Um satélite com massa m gira em torno da Terra com velocidade constante, em uma órbita circular de raio R, em relação ao centro da Terra. Represente a massa da Terra por M e a constante gravitacional por G. Utilizando os conceitos de forças centrípeta e gravitacional, calcule, em função de m, M, R e G, a) a velocidade do satélite; b) a constante K que aparece na terceira lei de Kepler.