Em uma atividade de Astronomia, estudantes analisaram o movimento de um planeta ao redor do Sol. Eles…

Questão

Em uma atividade de Astronomia, estudantes analisaram o movimento de um planeta ao redor do Sol. Eles consideraram que, nessa região, a principal força atuante sobre o planeta é a atração gravitacional do Sol. Embora o planeta possua velocidade tangencial à sua trajetória, sua direção muda continuamente, produzindo uma órbita aproximadamente elíptica. Quando a velocidade e a distância ao Sol assumem valores adequados, o planeta permanece em movimento orbital em vez de seguir em linha reta ou cair diretamente sobre o Sol. Com base no texto, qual explicação relaciona corretamente a Lei da Gravitação Universal à manutenção da órbita do planeta ao redor do Sol?

1. A) A atração gravitacional do Sol é anulada por uma força centrípeta independente, mantendo o planeta em repouso orbital.
2. B) A velocidade tangencial do planeta fornece sozinha a curvatura da trajetória, sem depender da atração gravitacional do Sol.
3. C) A atração gravitacional do Sol atua somente sobre a velocidade do planeta, aumentando seu valor ao longo da órbita.
4. D) A atração gravitacional do Sol atua como força resultante centrípeta, mudando continuamente a direção da velocidade do planeta.
5. E) A atração gravitacional do Sol aponta na direção do movimento, mantendo constante a trajetória tangencial do planeta.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique o fenômeno descrito. O planeta tem velocidade tangencial, mas sua direção muda continuamente, o que indica uma aceleração voltada para o centro da órbita. Pela Lei da Gravitação Universal, a força de atração entre o Sol e o planeta depende das massas e da distância entre eles, e sempre aponta de um corpo para o outro.
2. Relacione a força com a trajetória curva. Para que um corpo descreva uma curva, precisa existir uma força resultante com componente perpendicular à velocidade, chamada força centrípeta. No caso do planeta, essa força resultante é a própria atração gravitacional do Sol, que aponta para o centro aproximado da órbita e altera continuamente a direção da velocidade, sem necessariamente alterar seu módulo de forma significativa em uma órbita circular.
3. Analise as alternativas. A alternativa D afirma exatamente isso, e por isso está correta.
4. A) Está errada, pois não existe uma força centrípeta independente que anule a atração do Sol; a própria atração gravitacional é que faz o papel centrípeto, e o planeta não está em repouso.
5. B) Está errada, pois a velocidade tangencial, sozinha, tenderia a manter o planeta em linha reta; a curvatura depende da atração gravitacional do Sol.
6. C) Está errada, pois a atração gravitacional atua na direção do centro do Sol, alterando a direção da velocidade e não apenas seu valor.
7. E) Está errada, pois a força não aponta na direção do movimento; se apontasse, aceleraria o planeta sem curvar a trajetória, e a órbita não seria mantida como descrita.
8. Conclusão. A manutenção da órbita resulta do equilíbrio entre a tendência do planeta de seguir em linha reta, devida à sua velocidade tangencial, e a atração gravitacional do Sol, que curva continuamente essa trajetória. O gabarito oficial D está correto.

💡 Dica: Considere os princípios da gravitação e a interação entre os corpos celestes.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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