ENEM 2009 · Ciências da Natureza · Física
Questão 27 do ENEM 2009
Resposta: letra D. Um astronauta diz que o telescópio Hubble 'tem massa grande, mas peso pequeno'; a questão pede avaliar se a frase se justifica, com base nas leis de Kepler.
O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e uma câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescópio Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio.
Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: “Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno.” Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta
- Ase justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade.
- Bse justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o peso do telescópio é pequeno porque a atração gravitacional criada por sua massa era pequena.
- Cnão se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais.
- Dnão se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso, sobre o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita.Resposta correta
- Enão se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força de reação contrária, que não existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume.
Como resolver a questão 27 passo a passo?
O conceito que resolve
Peso é a força gravitacional da Terra sobre o corpo. Em órbita, a gravidade ainda atua (a 560 km é cerca de 85% da de superfície) e é ela que fornece a força centrípeta que mantém o satélite em órbita; a sensação de ausência de peso decorre da queda livre.
Como chegar na resposta
- Satélite em órbita está sob a força de gravidade da Terra, que funciona como força centrípeta.
- As leis de Kepler valem para satélites artificiais, assim como para planetas.
- Portanto, o peso do telescópio não é pequeno: é a força que o mantém em órbita; a frase do astronauta não se justifica.
Por que cada alternativa
- AO peso não é pequeno por falta de gravidade: em órbita, a aceleração da gravidade continua atuando.
- BA atração relevante é a da Terra sobre o telescópio, não a gerada pela massa do próprio telescópio.
- CAs leis de Kepler se aplicam a satélites artificiais; a afirmação de que não se aplicam é falsa.
- DCorreta: o peso é a força de gravidade da Terra e é ela que mantém o telescópio em órbita; logo ele não é pequeno.
- EA reação ao peso existe (a atração do telescópio sobre a Terra); e a massa não se avalia pelo volume.
Onde essa questão derruba a maioria
Ver o astronauta flutuando induz a achar que 'não há peso'; o que existe é queda livre contínua em torno da Terra.
O que estudar se você errou
Revise gravitação, leis de Kepler, peso versus massa e movimento orbital como queda livre.
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