Questão 27 do ENEM 2009

Question

O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e uma câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescópio Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio. Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: “Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno.”

Fotografia em preto e branco de um astronauta com traje espacial realizando manutenção em órbita, próximo a uma estrutura mecânica e aos painéis solares.

Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta

A
se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade.
B
se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o peso do telescópio é pequeno porque a atração gravitacional criada por sua massa era pequena.
C
não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais.
D
não se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso, sobre o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita.
E
não se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força de reação contrária, que não existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 27 do ENEM 2009

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Gravitação universal e satélites

O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e uma câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescópio Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio. Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: “Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno.”

Fotografia em preto e branco de um astronauta com traje espacial realizando manutenção em órbita, próximo a uma estrutura mecânica e aos painéis solares.

Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta

A
se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade.
B
se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o peso do telescópio é pequeno porque a atração gravitacional criada por sua massa era pequena.
C
não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais.
D
não se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso, sobre o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita.
E
não se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força de reação contrária, que não existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

O peso é a força gravitacional que a Terra exerce sobre um corpo: P = \frac{G\,M\,m}{r^2}. A massa m é a quantidade de matéria, e não muda com o lugar.

A 560 km de altura, r é só um pouco maior que o raio da Terra (cerca de 6 400 km). A gravidade ali é quase igual à da superfície, cerca de 88% dela. Logo, o peso do telescópio continua grande.

O telescópio parece "sem peso" porque está em órbita: cai em direção à Terra o tempo todo, mas com velocidade lateral suficiente para nunca chegar ao solo. Essa queda livre dá a sensação de ausência de peso (peso aparente nulo). Por isso ele e os astronautas flutuam.

A força-peso não desaparece. Ela é a força centrípeta que mantém o telescópio em órbita, como descrevem as leis de Kepler e a gravitação de Newton. Essas leis valem para satélites artificiais, assim como para planetas e para a Lua.

A frase do astronauta, portanto, não se justifica: o peso não é pequeno, e é ele que mantém o telescópio em órbita.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa A engana ao sugerir que a gravidade some em órbita, confundindo ausência de peso aparente (queda livre) com ausência de gravidade.

Por que as outras alternativas estão erradas

Aa massa não depende do tamanho, e a gravidade não falta a 560 km de altura: ela é quase igual à da superfície.
Bo peso não é pequeno, e a atração relevante é a da Terra, não a criada pela massa do telescópio.
Cas leis de Kepler valem para satélites artificiais, pois valem para qualquer corpo em órbita.
Ea força-peso existe em órbita, e a massa não se avalia pelo volume.

Assunto: Gravitação universal e satélites.

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