A Lei da Gravitação, de Isaac Newton, estabelece a intensidade da força entre dois objetos. Ela é dada pela equação
sendo m1 e m2 as massas dos objetos, d a distância entre eles, g a constante universal da gravitação e F a intensidade da força gravitacional que um objeto exerce sobre o outro.
Considere um esquema que represente cinco satélites de mesma massa orbitando a Terra. Denote os satélites por A, B, C, D e E, sendo esta a ordem decrescente da distância da Terra (A o mais distante e E o mais próximo da Terra).
De acordo com a Lei da Gravitação Universal, a Terra exerce maior força sobre o satélite
A) A.
B) B.
C) C.
D) D.
E) E.
Resolução em texto
📘 Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Física (Lei da Gravitação Universal).
📔 Nível da Questão: Fácil-Médio (ENEM padrão).
✅ Gabarito: Alternativa E.
🎯 Tema/Objetivo Geral: Identificar qual satélite sofre maior força gravitacional da Terra com base na distância.
🔷 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
1.1 Análise do Comando:
O comando pede que determinemos sobre qual dos cinco satélites a Terra exerce a maior força gravitacional, segundo a Lei da Gravitação Universal.
1.2 O que precisamos buscar:
- Comparar a força gravitacional entre Terra e satélites com base na distância entre eles.
1.3 Objetivo Cristalino:
Descobrir, entre os satélites (A, B, C, D, E), qual está mais próximo da Terra, pois quanto menor a distância, maior a força gravitacional.
1.4 Dica Geral: ⚠️
Grave essa relação: quanto menor a distância (d), maior a força (F), já que a fórmula é inversamente proporcional ao quadrado da distância (F ∝ 1/d²).
🔷 Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
Conceito 1: Lei da Gravitação Universal
A fórmula é:
F = g × (m₁ × m₂) / d²
Onde:
- F = força gravitacional,
- g = constante gravitacional,
- m₁ e m₂ = massas dos corpos (no caso, Terra e satélite),
- d = distância entre os centros de massa dos corpos.
Conceito 2: Proporcionalidade
- Como g, m₁ e m₂ são constantes para todos os satélites (mesma massa dos satélites), a força só depende da distância d.
- Quanto menor d, maior F.
Resumo dos conceitos:
Se o satélite estiver mais perto, a Terra exerce mais força sobre ele.
🔷 Passo 3: Interpretação e Imaginação Guiada
Vamos imaginar o seguinte:
- Satélite A → Mais distante
- Satélite B → Mais próximo que A
- Satélite C → Mais próximo que B
- Satélite D → Mais próximo que C
- Satélite E → Mais próximo de todos
Ou seja, o satélite E está mais perto da Terra.
Pela fórmula, quanto mais próximo, maior a força gravitacional.
Portanto, E deve sofrer a maior força!
🔷 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
Aplicando o que sabemos:
- A distância diminui na ordem A → B → C → D → E.
- Logo, a força aumenta na ordem inversa: E > D > C > B > A.
Assim, o satélite E sofre a maior força da Terra.
🔷 Passo 5: Análise das Alternativas
- A) A → Errado (A é o mais distante).
- B) B → Errado (ainda mais distante que C, D, E).
- C) C → Errado (mais distante que D e E).
- D) D → Errado (mais distante que E).
- E) E → Correto! (mais próximo da Terra, sofre maior força).
✅ Conclusão: Alternativa correta é E.
🔷 Passo 6: Conclusão
Conclusão:
Pela Lei da Gravitação Universal, o satélite mais próximo da Terra é aquele que sofre a maior força gravitacional. Assim, o satélite E é o correto.
Resumo Final:
- Maior força → menor distância.
- O satélite E é o mais próximo.
- Alternativa correta: E.
