Exercícios Resolvidos de Força Centrípeta

Um satélite se move, com rapidez constante, em uma órbita circular em torno da terra. Qual das afirmações abaixo sobre este movimento é correta:

(a) A aceleração e a velocidade do satélite apontam na mesma direção.

(b) A força resultante atuando sobre o satélite é nula.

(c) A velocidade do satélite é constante.

(d) Quando o combustível do satélite se esgotar, ele cairá na Terra.

(e) A aceleração do satélite aponta na direção da Terra.

Passo 1

Temos um satélite e órbita circular e com “rapidez” constante.

Com “rapidez” constante, o enunciado quis nos dizer que o módulo da velocidade é constante. Assim, o satélite realiza um movimento circular uniforme.

Então, vamos analisar cada uma das afirmativas.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

(a) A aceleração e a velocidade do satélite apontam na mesma direção.

Sabemos que em um movimento circular uniforme, a única aceleração que o corpo sofre é a aceleração centrípeta.

Essa aceleração aponta para o centro, enquanto a velocidade aponta na direção tangencial.

Letra (a) é falsa.

Passo 3

(b) A força resultante atuando sobre o satélite é nula.

Como o satélite percorre uma trajeto circular, existe uma força centrípeta agindo sobre o corpo.

Assim, a força resultante não é nula.

Letra (b) é falsa.

Passo 4

(c) A velocidade do satélite é constante.

Essa opção a mão chega a coçar para marcar.

Mas presta atenção! A velocidade é um vetor, ou seja, ela tem um módulo, uma direção e um sentido associados a ela. Apenas se todos esses parâmetros não mudarem teremos uma velocidade constante.

O módulo da velocidade do satélite é constante, porém sua direção muda a todo instante.

Letra (c) é falsa.

Passo 5

(d) Quando o combustível do satélite se esgotar, ele cairá na Terra.

O combustível do satélite estaria associado à propulsão.

Quando o satélite está em órbita, apenas a força gravitacional puxando-o para o centro da Terra é capaz de mantê-lo em órbita.

Logo, o satélite não precisa de combustível para se manter em órbita. O mesmo não cairá caso o combustível acabe.

Letra (d) é falsa.

Passo 6

(e) A aceleração do satélite aponta na direção da Terra.

Agora sim, nossa alternativa está correta. A força gravitacional aponta em todo momento para o centro da Terra, fazendo papel de força centrípeta nesse movimento de órbita.

A letra (e) está correta.

Resposta

Letra (e)

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