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Uma nave de massa 2,0×10^4 kg está em órbita baixa da Terra. Aproximando a aceleração gravitacional por g = 10…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT204

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 nave de massa 2,0×10^4 kg está em órbita baixa da Terra. Aproximando a aceleração gravitacional por g = 10 m/s², qual a força gravitacional (peso) atuando na nave?

A) F = 0 N
B) F = m·g = 2,0×10^4 kg × 10 m/s² = 2,0×10^5 N.
C) F = 2,0×10^3 N
D) F = 2,0×10^6 N
E) F = 20 N

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique os dados do enunciado. A massa da nave é m = 2,0×10^4 kg e a aceleração gravitacional adotada é g = 10 m/s². Pede-se a força gravitacional, isto é, o peso da nave. Passo 2: Use a relação P = m·g. Passo 3: Calcule 2,0×10^4 × 10 = 2,0×10^5. Multiplicam-se os coeficientes (2,0 × 10 = 20) e somam-se os expoentes de dez na forma de potência: 20 × 10^4 = 2,0×10^5. Passo 4: A unidade é newton (N), pois massa em kg e aceleração em m/s² resultam em kg·m/s², que é o N. Logo, P = 2,0×10^5 N, o que torna a alternativa B correta. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A afirma que não há força, o que só valeria se a gravidade fosse nula, e não é o caso perto da Terra; C divide em vez de multiplicar, obtendo 2,0×10^3 N; D tem expoente errado, dando 2,0×10^6 N; E perde a potência de dez, resultando em 20 N. Observação: em órbita a nave está em queda livre, por isso a sensação de peso (peso aparente) é zero, mas a força gravitacional sobre ela continua existindo e é aproximadamente m·g; a questão pede justamente essa força, e o gabarito B está correto.

💡 Dica: Calcule a força usando a fórmula F = m * g.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Senso comum

Acredita que, por estar em órbita, a nave não sofre força gravitacional, confundindo a sensação de imponderabilidade (peso aparente zero) com ausência de gravidade.

B Correta

Em órbita baixa a intensidade da força gravitacional é aproximadamente m·g; com m=2,0×10^4 kg e g=10 m/s² obtém-se 2,0×10^5 N.

C Erradaerro: Procedimental

Divide a massa pela potência de dez (2,0×10^4 ÷ 10 = 2,0×10^3) em vez de multiplicar pela aceleração gravitacional.

D Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Faz a multiplicação com erro na potência de dez, somando expoentes de forma incorreta e obtendo 2,0×10^6 N.

Por que engana: Confundir a fórmula do peso, utilizando uma massa incorreta ou um valor errado para a aceleração da gravidade.

E Erradaerro: Atenção

Descarta a potência de dez do enunciado e trata a massa como 2,0 em vez de 2,0×10^4, chegando a 20 N.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

força gravitacional

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força gravitacional · cálculo de peso

📚 Reveja

Revisar a fórmula da força gravitacional e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula do peso, utilizando uma massa incorreta ou um valor errado para a aceleração da gravidade.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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