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380 U n id a d e F • G ra vi ta çã o U n iv e rs a l 380 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . T. 356 (PUC-MG) Dois corpos A e B, de massas 16M e M, respectivamente, encontram-se no vácuo e estão separados de uma certa distância. Observa-se que um outro corpo, de massa m, fica em repouso quando colocado no ponto P, conforme a figura. A B P x y A razão x __ y entre as distâncias indicadas é igual a: a) 2 c) 6 e) 16 b) 4 d) 8 T. 357 (Uesb-BA) Um planeta X tem massa três vezes maior que a massa da Terra e raio cinco vezes maior que o raio da Terra. Uma pessoa de massa 50 kg deve pesar, na superfície do planeta X, apro- ximadamente: a) 40 N c) 50 N e) 80 N b) 60 N d) 70 N T. 358 (UFF-RJ) Um corpo de massa m é pendurado em uma balança de mola, de alta precisão, de modo que seu peso aparente possa ser medido em duas posições de latitudes distintas — L1 e L2 — conforme ilustrado na figura a seguir. T. 359 (Fuvest-SP) O gráfico da figura representa a acelera- ção da gravidade g da Terra em função da distância d ao seu centro. Levando-se em conta os efeitos de rotação da Terra em torno do seu próprio eixo, o corpo terá, em prin- cípio, acelerações diferentes: a1 em L1 e a2 em L2. Considerando que a Terra seja esférica, e que P1 e P2 sejam as duas medidas registradas, respectiva- mente, na balança, é correto prever que: a) P1 5 P2 porque o peso aparente não depende da aceleração b) P1 . P2 porque a1 . a2 c) P1 . P2 porque a1 , a2 d) P1 , P2 porque a1 , a2 e) P1 , P2 porque a1 . a2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 g (m/s2) d (× 106 m) Considere uma situação hipotética em que o valor do raio RT da Terra seja diminuído para Re, sendo Re 5 0,8RT, e em que seja mantida (uniformemente) sua massa total. Nessas condições, os valores apro- ximados das acelerações da gravidade g1 à distância Re e g2 a uma distância igual a RT do centro da “Terra Hipotética” são, respectivamente: g1 (m/s2) g2 (m/s2) a) 10 10 b) 8 6,4 c) 6,4 4,1 d) 12,5 10 e) 15,6 10 T. 360 (Uniube-MG) Um satélite de massa m gira com velocidade angular h constante, em torno da Terra, cuja massa é M, em órbita circular de raio R. Con- siderando G a constante de gravitação universal, a velocidade h do satélite é: a) 1 __ R dllllll G 3 M ______ R d) G 3 M 3 m _________ R2 b) dllllllll 2 3 G 3 M _________ R e) G 3 M ______ R2 c) G 3 M 3 m _________ R T. 361 (Fuvest-SP) Satélites utilizados para telecomuni- cações são colocados em órbitas geoesta cionárias ao redor da Terra, ou seja, de tal forma que per- maneçam sempre acima de um mesmo ponto da superfície da Terra. Considere algumas condições que poderiam corresponder a esses satélites: I. Ter o mesmo período, de cerca de 24 horas. II. Ter aproximadamente a mesma massa. III. Estar aproximadamente à mesma altitude. IV. Manter-se num plano que contenha o círculo do equador terrestre. O conjunto de todas as condições a que satélites em órbita geoestacionária devem necessariamente obedecer corresponde a: a) I e III d) II e III b) I, II, III e) II, IV c) I, III e IV N S L1 L2 Equador Globo terrestre ω V1_P3_UN_F_CAP_17B.indd 380 31.07.09 16:02:08 381 C a p ít u lo 1 7 • A G ra vi ta çã o U n iv e rs a l 381 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . T. 362 (Vunesp) Ao se colocar um satélite em órbita circular em torno da Terra, a escolha de sua velocidade v não pode ser feita independentemente do raio R da órbi- ta. Se M é a massa da Terra e G a constante universal de gravitação, v e R devem satisfazer a condição: a) v2R 5 GM c) v ___ R2 5 GM e) vR 5 GM b) vR2 5 GM d) v 2 __ R 5 GM T. 364 (Vunesp) Turistas que visitam Moscou podem expe- rimentar a ausência de gravidade voando em aviões de treinamento de cosmonautas. Uma das maneiras de dar aos passageiros desses voos a sensação de ausência de gravidade, durante um determinado intervalo de tempo, é fazer um desses aviões: a) voar em círculos, num plano vertical, com velo- cidade escalar constante. b) voar em círculos, num plano horizontal, com velocidade escalar constante. c) voar verticalmente para cima, com aceleração igual a g. d) voar horizontalmente, em qualquer direção, com aceleração igual a g. e) cair verticalmente de grande altura, em queda livre. T. 365 (UEL-PR) Em 21 de junho de 2004, a nave espacial SpaceShipOne realizou um feito memorável: foi o primeiro veículo espacial concebido pela ini- ciativa privada a entrar em órbita em torno da Terra, em uma altura pouco superior a 100 km. Durante o intervalo de tempo em que a nave al- cançou sua máxima altitude, e com os motores praticamente desligados, seu piloto abriu um pacote de confeitos de chocolates para vê-los flutuar no interior da nave. Assinale a alternati- va que apresenta corretamente a explicação da flutuação dos confeitos. a) A gravidade é praticamente zero na altitude indicada. b) Não há campo gravitacional fora da atmosfera da Terra. c) A força gravitacional da Terra é anulada pela gravidade do Sol e da Lua. d) As propriedades especiais do material de que é feita a nave espacial blindam, em seu interior, o campo gravitacional da Terra. e) Nave e objetos dentro dela estão em queda livre, simulando uma situação de ausência de gravidade. T. 363 (UFMG) Um satélite é colocado em órbita e fica esta- cionário sobre um ponto fixo do equador terrestre. O satélite se mantém em órbita porque: a) a força de atração que a Terra exerce sobre o satélite equilibra a atração exercida sobre ele pela Lua. b) a força que o satélite exerce sobre a Terra, de acordo com a terceira lei de Newton, é igual à força que a Terra exerce sobre o satélite, resul- tando disso o equilíbrio. c) o satélite é atraído por forças iguais, aplicadas em todas as direções. d) o satélite está a uma distância tão grande da Terra que a força gravitacional exercida pela Terra sobre o satélite é desprezível. e) a força de atração da Terra é a força cen trípe ta necessária para manter o satélite em órbita em torno do centro da Terra com um período de 24 horas. T. 366 (Mackenzie-SP) Uma das observações científicas mais interessantes, noticiada pelas emissoras de TV, foi a do astronauta que, a bordo de uma esta- ção espacial, borrifou leite lí qui do contido numa embalagem tradicional e, este, sob a falta de gravi- dade, adentrou a boca do cien tis ta como uma “bola flutuante”. Considerando totalmente desprezível a gravidade no local dessa experiência, duas “bolas” de leite de massas, respectivamente iguais a m e 2m, terão seus pesos: a) na proporção PA ___ PB 5 3. b) na proporção PA ___ PB 5 2. c) na proporção PA ___ PB 5 1 __ 2 . d) na proporção PA ___ PB 5 1 __ 3 . e) iguais a zero. V1_P3_UN_F_CAP_17B.indd 381 31.07.09 16:02:08 Física os Fundamentos da Física Moderna plus ramalho nicolau toledo w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 11 Parte III Unidade F Capítulo 17 a Gravitação universal A FísICA em nosso mUndo Astronautas durante atividades extraveiculares, dando continuidade à construção da Estação Espacial Internacional, em dezembro de 2006. Ao fundo, veem-se a Nova Zelândia e o Estreito Cook. a estação espacial internacional A Estação Espacial Internacional (EEI), cuja construção teve início em 1998, pode ser considerada a primeira grande base avançada da humanidade no espaço. Suas dimensões são gigantescas. Somente seus painéis solares me- dem 110 metros de comprimento por 80 metros de largura. Sua massa é de aproximadamente 450 toneladas e seu volume interno destinado à habitação tem capacidade para sete tripulantes. A órbita da EEI é inclinada51,6° em relação à linha do equador e a sua altitude, em relação à superfície da Terra, é de 402 quilômetros. Essa dispo- sição permite a observação de 85% do território terrestre, possibilitando aos pesquisadores um estudo eficiente das mudanças no nosso ambiente. Seu período é de uma hora e meia, com a velocidade linear aproximada de 28 mil km/h. Seu custo foi inicialmente orçado em cerca de 100 bilhões de dólares a serem rateados entre os 16 países sócios, incluindo o Brasil (0,12%). A participação majoritária, técnica e financeira, é dos Estados Unidos (50%) seguida da Rússia (30%). Benefícios da eei A previsão do tempo com maior antecedência permitirá antecipar a ocor- rência de muitos desastres naturais, propiciando a prevenção de seus efeitos. O estudo dos micrometeoritos vai guiar os engenheiros no desenvolvimen- to do design de naves e ônibus espaciais. Um grande progresso no campo industrial é previsto. O centro de pesquisa em engenharia da EEI terá grande potencial para afetar a qualidade de vida humana na Terra. Na área médica, os estudos científicos na EEI podem levar a novos medi- camentos e a um novo entendimento da vida. Os efeitos biológicos da baixa gravidade no corpo humano estão sendo testados, alguns tratamentos de câncer serão verificados em culturas de células vivas, sem oferecer riscos para os pacientes, além de muitos outros experimentos. Um bom exemplo das perspectivas desses estudos está na declaração de John David Schuma- cher, um dos diretores da NASA, segundo o qual “um vírus ou uma bactéria apresenta sua forma pura, sem deformidades do campo gravitacional, per- mitindo saber exatamente onde encontrar uma brecha que permita a ação de um medicamento”. Em abril de 2006, após um grande período de treinamen- to, iniciado em 1998, o então tenente-coronel Marcos César Pontes entrou para o seleto clube dos seres humanos que visitaram o espaço. O astronauta brasileiro permaneceu na EEI durante oito dias, realizando uma série de experiências científicas, uma das quais visava estudar o efeito da micro- gravidade na cinética das enzimas (velocidade das reações químicas), que são proteínas produzidas por seres vivos.20 06 n ik /d is t. b y a t la n t ic s y n d ic a t io n / u n iv e r s a l p r e s s s y n d ic a t e c o r t e s ia d a n a s a Parte III UNIDADE F Conteúdo complementar