Explique, por meio das leis da Física, por que uma nuvem de gás em colapso gira mais rápido e forma um disco…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Explique, por meio das leis da Física, por que uma nuvem de gás em colapso gira mais rápido e forma um disco protoplanetário. Inclua as expressões para momento angular L e momento de inércia I e um exemplo numérico.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Conservando momento angular L = I·?, com I=(2/5)MR² para esfera uniforme, se R diminui ? aumenta como ?_f = ?_i·(R_i/R_f)^2. Ex.: se R reduz 100×, ? aumenta 10^4×. O aumento de velocidade gera forças centrífugas que impedem colapso radial, concentrando material no plano perpendicular ao eixo de rotação; colisões e viscosidade redistribuem momento angular, formando um disco protoplanetário onde planetesimais se aglutinam.
Explicação
A explicação aborda a conservação do momento angular, que implica que, ao diminuir o raio de uma nuvem de gás, sua velocidade de rotação aumenta. Isso resulta em forças centrífugas que evitam o colapso radial e favorecem a formação de um disco protoplanetário. A inclusão de um exemplo numérico ilustra claramente a relação entre a redução do raio e o aumento da velocidade angular.
Raio-X da questão
momento angular e inércia
avaliacao
momento angular e inércia · conservação do momento angular
Revisar as leis da conservação do momento angular e suas aplicações.
O aluno pode confundir a relação entre momento de inércia e velocidade angular, não aplicando corretamente as leis da conservação do momento angular.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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