Uma comunidade tradicional organiza meses lunares de 29,5 dias para festas sazonais. Calcule a velocidade…
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
Uma comunidade tradicional organiza meses lunares de 29,5 dias para festas sazonais. Calcule a velocidade angular média da Lua em torno da Terra usando ? = 2p/T. Use T = 29,5 dias (1 dia = 86400 s) e expresse ? em rad/s (SI).
- A) ? = 1,57 rad/s, uma medição incorreta com base em uma fórmula errada.
- B) ? = 1,0×105 rad/s, um valor excessivo para a lua.
- C) ? = 2,47×10?6 rad/s (? = 2p/(29,5·86400 s))
- D) ? = 3,14 rad/s, considerado como uma frequência.
- E) ? = 2,0 rad/s, baseado na rotação da Terra em vez da Lua.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique a grandeza pedida. A velocidade angular media e dada por omega = 2 pi / T, onde T e o periodo em segundos e omega sai em rad/s.
- Converta o periodo para segundos. T = 29,5 dias x 86400 s/dia = 2 548 800 s (ou 2,5488 x 10^6 s).
- Calcule omega = 2 x 3,1416 / 2 548 800 = 6,2832 / 2 548 800 = 2,465 x 10^-6 rad/s, que arredondado com tres algarismos significativos fica 2,47 x 10^-6 rad/s.
- Compare com as alternativas. A alternativa C traz exatamente 2,47 x 10^-6 rad/s, obtido pela expressao 2 pi / (29,5 x 86400 s), que e o resultado correto. Portanto, minha resolucao coincide com o gabarito oficial.
- Verifique as demais. A esta errada porque 1,57 rad/s e aproximadamente pi/2 e nao corresponde a 2 pi dividido pelo periodo lunar. B esta errada porque 1,0 x 10^5 rad/s e enorme e implicaria uma Lua girando muito mais rapido do que o real. D esta errada porque 3,14 rad/s e apenas o valor de pi, sem divisao pelo periodo, e ainda seria uma frequencia e nao uma velocidade angular. E esta errada porque 2,0 rad/s corresponde a uma rotacao muito mais rapida, tipica de um movimento diario, e nao ao movimento orbital lunar.
💡 Dica: Converta os dias em segundos antes de calcular a velocidade angular.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usou uma aproximacao ou uma formula equivocada, obtendo pi/2 em vez de dividir 2 pi pelo periodo lunar em segundos. Ele nao converteu o periodo para segundos.
Por que engana: Confundir a fórmula da velocidade angular, aplicando incorretamente o período ou as unidades de tempo.
O aluno pode ter esquecido de converter dias em segundos ou feito uma divisao com erro de potencia de dez, obtendo um valor da ordem de 10^5 rad/s.
Converta T: 29,5·86400 s = 2 548 800 s. Então ? = 2p/T = 6,28318/2 548 800 ˜ 2,4657·10?6 rad/s ˜ 2,47·10?6 rad/s.
O aluno provavelmente tomou o valor de 2 pi (ou pi) como resultado final, esquecendo de dividir pelo periodo, e confundiu a grandeza com frequencia.
O aluno pode ter confundido o movimento da Lua com a rotacao da Terra, usando o periodo de um dia em vez do periodo lunar de 29,5 dias.
Raio-X da questão
velocidade angular da Lua
avaliacao
cálculo de velocidade angular · unidades de medida em física
Revisar a fórmula da velocidade angular e conversão de unidades.
Confundir a fórmula da velocidade angular, aplicando incorretamente o período ou as unidades de tempo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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