Questões de Física - Mecânica

Os satélites são ditos geoestacionários quando são colocados em uma órbita circular em torno da Terra. Para um observador sobre a sua superfície, o satélite comporta-se como se estivesse fixo em um determinado local no céu. A figura representa quatro possíveis órbitas circulares de satélites em relação ao plano equatorial da Terra. Todas as órbitas com período de 24 horas:

• Órbita polar — plano da órbita faz 90º com o plano equatorial;
• Órbita inclinada — plano da órbita faz um ângulo maior que 0º e menor que 90º com o plano equatorial;
• Órbita equatorial direta —- mesmo sentido de rotação da Terra e no plano equatorial;
• Órbita equatorial retrógrada — sentido de rotação oposto ao da Terra e no plano equatorial.

Para que um satélite fique geoestacionário, sua órbita deve ser

Uma órbita é considerada geoestacionária quando é circular e se processa exatamente sobre o plano que contém a linha do equador; a sua rotação acompanha exatamente a rotação da Terra. Desta forma, um observador que estiver situado sobre a superfície verá que um satélite pertencente a uma órbita geoestacionária permanece sempre na mesma posição aparente. É o caso da maioria dos satélites artificiais de comunicações e de televisão, que ficam em órbitas geoestacionárias a fim de permanecerem sempre sobre a mesma posição aparente e, desta forma, sempre poderem receber e transmitir dados para uma mesma região o tempo todo. Assim, uma antena terrestre pode permanecer fixa apontando sempre para uma dada direção do céu, sem necessitar ser redirecionada periodicamente. Para que um satélite permaneça sempre sobre um determinado ponto da superfície da Terra sem a necessidade de propulsão vertical e horizontal ele deve orbitar sempre a uma distância fixa de 35.786 km acima do nível do mar, no plano do equador da Terra. Isso é independente da massa do satélite.

Disponível em: httpt.wikipedia.org/wiki/Órbita_geoestacionária. Acesso em: 04 nov. 2021.

Para que um satélite entre em órbita geoestacionária, é necessário que ele permaneça a uma certa altitude do equador terrestre com uma velocidade perpendicular à força gravitacional da Terra, pois assim não há realização de trabalho, logo o módulo da velocidade do satélite pode ser mantido constante por inércia. Nesse caso da órbita geoestacionária, o movimento orbital do satélite é circular (excentricidade igual a zero).

Desprezando-se todos os atritos entre o satélite e o espaço sideral, sendo G a constante de gravitação universal, M a massa da Terra e T o período de rotação da Terra ao redor de seu próprio eixo, assinale a alternativa que indica a expressão para o raio R da órbita (distância entre o centro do satélite e o centro terrestre) de modo que o satélite entre em órbita geoestacionária.

A imagem mostra duas fotografias da Lua, obtidas em uma mesma localidade.

O intervalo de tempo mínimo entre os instantes em que as fotos foram obtidas é de, aproximadamente,

A figura abaixo mostra a imagem de um buraco negro na galáxia elíptica Messier 87, obtida através do uso de um conjunto de telescópios espalhados ao redor da Terra.

No centro da nossa galáxia, também há um buraco negro, chamado Sagittarius A*.

Usando o Sistema Internacional de unidades, a relação entre o raio da órbita, R, e o período de revolução T de um corpo que orbita em torno de um astro de massa M é dada pela 3^a Lei de Kepler R³ = G/4π² MT², em que G = 6,67 x 10^-11 N m²/kg² é a constante de gravitação universal.

Quando T e R são expressos, respectivamente, em anos e em unidades astronômicas (UA), a 3^a Lei de Kepler pode ser escrita como R³/T² = M, em que a massa M é expressa em unidades de massa do Sol, M_Sol.

Tendo sido observada uma estrela em órbita circular com R ≅ 800 UA e T ≅ 16 anos, conclui-se que a massa do buraco negro na nossa galáxia é, aproximadamente,

Os satélites artificiais I, II e III, na figura a seguir, são estacionários, isto é, possuem períodos de rotação iguais ao da Terra. As massas são, respectivamente, m_I < m_II < m_III.

Considerando o(s) satélite(s) artificial(is), assinale a alternativa CORRETA.

Considere G = 6,7 x 10^-11 Nm²/ kg²