Ano 2022#physics

Sobre o tema

A aceleração gravitacional é uma grandeza fundamental na física que mede a intensidade do campo gravitacional de um corpo massivo, como o Sol. Ela depende da massa do corpo central e da distância até seu centro, conforme a lei da gravitação universal de Newton: g = GM/r². Compreender esse conceito é essencial para analisar órbitas de satélites e sondas espaciais, como a Parker Solar Probe, que em 2021 atingiu recordes de velocidade e proximidade do Sol. A aceleração gravitacional não depende da massa do corpo orbitante, apenas da massa do corpo central e da distância. No caso da sonda a 1,0×10⁷ km do centro do Sol, o cálculo direto revela uma aceleração de aproximadamente 1,34 m/s², valor muito inferior à gravidade terrestre (9,8 m/s²), mas ainda significativo para manobras orbitais.

Tópicos relacionados

  • Lei da gravitação universal de Newton
  • Cálculo de aceleração gravitacional
  • Órbitas e sondas espaciais
  • Constante gravitacional G
  • Conversão de unidades

Enunciado

Sempre que necessário aproxime π = 3.
USE O TEXTO A SEGUIR PARA RESPONDER À
QUESTÃO

Em 2018, a NASA lançou a sonda Solar Parker com o
objetivo de estudar o Sol. Para isso, ao longo de suas
órbitas, a sonda se aproximará gradativamente da estrela,
coletando dados a cada passagem. Em abril de 2021, a
Solar Parker fez sua oitava aproximação, atingindo dois
novos recordes de artefatos realizados pelo homem: maior
velocidade e máxima aproximação do Sol.
A força gravitacional exercida pelo Sol sobre a sonda Solar
Parker tem módulo dado por F =GMm/r^2, sendo
Sol
G 6,7x10^(-11)N⋅m^2/kg^2 a constante gravitacional
universal, M = 2,0x10^30 kg a massa do Sol, m a massa
da sonda, e r a distância entre a sonda e o centro do Sol.
Sendo r =1,0x10^7 km (aproximadamente a distância
atingida pela sonda em abril de 2021), qual é o módulo da
aceleração gravitacional do Sol na referida posição?

Alternativas

  • A)

    6,7x10^-29 m/s^2.

  • B)

    1,34 m/s^2.

  • C)

    9,8 m/s^2.

  • D)

    2,0x10^10 m/s^2.

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Perguntas frequentes

O que determina a aceleração gravitacional de um corpo?

A aceleração gravitacional é determinada pela massa do corpo central e pela distância até seu centro, de acordo com g = GM/r². Ela não depende da massa do corpo que está em queda livre.

Por que a aceleração gravitacional do Sol na posição da sonda Parker é menor que a da Terra na superfície?

Embora o Sol tenha massa muito maior que a Terra, a distância da sonda (cerca de 10 milhões de km) é enorme, o que reduz a aceleração. Na superfície terrestre, estamos a apenas 6400 km do centro, resultando em 9,8 m/s².

Como converter distância de quilômetros para metros no cálculo da gravitação?

Deve-se multiplicar o valor em km por 1000 para obter metros. No problema, r = 1,0×10⁷ km = 1,0×10¹⁰ m, essencial para usar G cuja unidade envolve metros.

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