Explique por que a velocidade orbital necessária para uma nave em órbita baixa de Marte é menor que a da Terra…
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 que a velocidade orbital necessária para uma nave em órbita baixa de Marte é menor que a da Terra e calcule a velocidade orbital aproximada a 400 km acima de Marte. Use G = 6,7×10^-11 N·m²/kg², M_M = 6,4×10^23 kg e R_M = 3,4×10^6 m.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A velocidade orbital v = v(GM/r). Marte tem massa muito menor que a Terra, logo GM é menor e a velocidade orbital requerida diminui. Cálculo: r = R_M + 4,0×10^5 m = 3,8×10^6 m; GM = 6,7×10^-11·6,4×10^23 ˜ 4,29×10^13; v ˜ v(4,29×10^13 / 3,8×10^6) ˜ 3,36×10^3 m/s (˜3,4 km/s).
Explicação
A velocidade orbital é influenciada pela massa do corpo celeste e pela distância ao seu centro. Como Marte possui uma massa menor que a da Terra, a força gravitacional que atua sobre a nave é menor, resultando em uma velocidade orbital mais baixa. O cálculo da velocidade orbital é feito utilizando a fórmula v = v(GM/r), onde GM é o produto da constante gravitacional pela massa do planeta e r é a distância do centro do planeta até a nave.
Raio-X da questão
velocidade orbital
avaliacao
lei da gravitação universal · cálculo de velocidade orbital
Revisar a fórmula da gravitação universal e suas aplicações.
O aluno pode confundir a relação entre massa do planeta e a velocidade orbital, acreditando que a velocidade é maior em planetas menores.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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