Questões de Leis de Kepler (Física)

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Sobre as leis de Kepler, assinale a afirmativa correta.

  • A A primeira lei de Kepler, uma lei empírica sobre órbitas fechadas, é uma decorrência do fato de a força envolvida entre os corpos ser proporcional ao inverso do quadrado da distância entre eles.
  • B A segunda lei de Kepler é uma decorrência do fato de o momento angular de um planeta ser variável.
  • C O período de um planeta é inversamente proporcional à potência 3/2 do comprimento do eixo maior da elipse descrita pelo respectivo planeta.
  • D A terceira lei de Kepler é válida independentemente da força entre os corpos ser proporcional ao inverso do quadrado da distância entre eles.
  • E Um planeta em uma órbita elíptica alongada com um semieixo a terá período orbital diferente ao período de um planeta que descreva uma órbita circular com raio a.

Considerando o zero da energia potencial gravitacional no infinito, qual a relação entre a energia cinética e a energia potencial gravitacional de um satélite em órbita circular ao redor da Terra? Considere que a massa da Terra é muito maior que a do satélite.

  • A T = 2U
  • B U = 2T
  • C U = – 2T
  • D T = – 2U
  • E U = – T

A saída, ou escape, de uma nave do campo gravitacional de um planeta depende de alguns fatores, tais como a massa do planeta e a distância do local de partida ao centro do planeta, de raio superficial R, por exemplo. Considerando v a velocidade de escape da nave a partir da superfície terrestre e v’ a velocidade de escape desta nave da superfície de outro planeta, cuja massa é igual a quarta parte da massa da Terra e cujo raio superficial é a metade do raio terrestre, a relação entre v’ e v deve ser:

  • A v'/v = √2/2
  • B v'/v = √2
  • C v'/v = 1
  • D v'/v = 1/2
  • E v'/v = 2

Na Ciência da Natureza como a Física, se faz distinção entre princípio e lei. Princípio é uma proposição tomada como verdadeira desde o início. Um princípio tem o mesmo papel que um postulado na Matemática. Não pode ser verificado de modo direto pela experimentação, mas apenas indiretamente, pela concordância de suas consequências com os fatos observados. Pode-se dizer, nesse sentido, que um princípio não é consequência da experimentação, mas que se sustenta pela experimentação. O princípio de conservação da energia, por exemplo, sempre que parece ter sido violado, uma nova forma de energia é descoberta. Em outras palavras, supõe-se que o princípio seja verdadeiro, e parte-se para a busca de uma nova forma de energia. Por outro lado, lei é uma proposição que enuncia uma relação entre os valores das grandezas que aparecem na descrição de um fenômeno. Essa relação pode ser verificada experimentalmente de modo direto. Por exemplo, a lei de Hooke, que estabelece a proporcionalidade entre a elongação de uma mola e o módulo da força de restituição que ela exerce. Pode-se verificar experimentalmente se uma dada mola segue essa lei, e até que ponto isso acontece. A Física é um vasto conjunto de conhecimentos em permanente construção e transformação. Com base em princípios e leis, constrói-se modelos que, validados por experimentos e simulações computacionais, permitem compreender e lidar com a tecnologia e com os fenômenos naturais em todas as escalas, do infinitesimalmente pequeno no interior dos átomos, ao infinitamente grande na imensidão do Universo.
Disponível em: https://www.ufsm.br/cursos/graduacao/santa-maria/fisica/2020/02/20/principios-e-leis/. Acesso em: 13 de outubro de 2022. (Adaptado).

Tendo esse contexto em vista, considere a afirmativa a seguir:
“O quadrado do período de translação de cada planeta em torno do Sol é proporcional ao cubo do raio médio da respectiva órbita.”
Nesse sentido, é CORRETO afirmar que essa afirmativa se refere:

  • A Ao Princípio de Arquimedes.
  • B À Segunda Lei de Ohm.
  • C Ao Princípio da Equivalência.
  • D À Terceira Lei de Kepler.

Considerando as leis da gravitação universal e as leis de Kepler, assinale a opção correta.

  • A No século XVI, Cláudio Ptolomeu propôs a teoria heliocêntrica, segundo a qual o Sol repousa na posição central do sistema e os planetas giram ao seu redor em órbitas circulares.
  • B Segundo as leis da gravitação universal, em qualquer lugar do Universo, duas partículas sempre se atraem com forças exercidas na reta que passa por elas e cujo módulo é inversamente proporcional ao produto de suas massas e diretamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.
  • C A terceira lei de Kepler (lei dos períodos) estabelece que o cubo do período de revolução dos planetas que orbitam em torno do Sol é diretamente proporcional ao quadrado da distância média da órbita.
  • D A primeira lei de Kepler, também conhecida como lei das órbitas, determina que as órbitas descritas pelos planetas em torno do Sol são representadas por elipses, em que o Sol ocupa um dos focos de cada uma das elipses.
  • E De acordo com a segunda lei de Kepler ou lei das áreas, a velocidade de translação do planeta ao redor do Sol não sofre variação, ou seja, permanece constante independentemente da posição em relação ao Sol.