Title: Um pouco de Hist
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2- Um pouco de História
- A gravitação universal tem haver com os corpos do
Sistema Solar.Durante séculos,houve muitas
teorias sobre o Sol,os planetas e como funcionava
a mecânica do universo. - Platão e Aristóteles consideravam que a Terra
ocupava o centro do Universo,e que os demais
planetas giravam em torno dela (Teoria
Geocêntrica). - Segundo Copérnico,o Sol era o centro do Universo
e os demais planetas,incluindo a Terra,giravam em
torno dele em órbitas circulares (Teoria
Heliocêntrica). - Embora tenha inventado o telescópio para melhor
observar os astros e proporcionar descobertas
fantásticas que,comprovam a teoria de Copérnico
,Galileu Galilei foi considerado louco,também foi
aprisionado e morto pela Inquisição.
Aristóteles
Platão
Copérnico
Galileu
3As Leis de Kepler
1ª Lei de Kepler Lei das órbitas Todos os
planetas giram em torno do sol em órbitas
elípticas com o sol ocupando um dos focos.
- Psiu!!
- Vale lembrar que,teoricamente a órbita de um
planeta,em torno de uma estrela,pode ser
circularapenas a órbita elíptica é mais provável.
42ª Lei de Kepler Lei das áreas
Um planeta,em sua órbita em torno do sol,varre
áreas iguais em intervalos de tempo iguais.
?S2
?S1
Como ? ? V1 ? V2
À medida em que o planeta aproxima-se do sol sua
velocidade aumenta.
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6Psiu!!
A velocidade areolar (razão entre a área varrida
pelo raio vetor e o intervalo de tempo gasto) de
cada planeta é constante.
73ª Lei de Kepler Lei dos períodos
O quadrado do período de translação de um
planeta em torno do sol é proporcional ao cubo do
raio médio de sua órbita.
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11Observe que,sendo G uma constante universal,a
velocidade de translação tem módulo dependente
apenas da massa do planeta e do raio de sua
órbita.
Para o mesmo planeta,quanto mais próximo for o
satélite,maior sua velocidade de translação.
Período de translação(T)
Sendo ,vem
Observe que o período de um satélite só depende
da massa do planeta e do raio de sua órbita.
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13Satélite estacionário
- Um satélite é dito estacionário quando ocupa
sempre a mesma posição em relação a um
referencial ligado à superfície do planeta. - Para que um satélite seja estacionário,ele deve
satisfazer as condições seguintes - Plano de órbita a órbita deve estar contida no
plano equatorial do planeta. - Trajetória a órbita deve ser circular.
- Período de translação igual ao período de
rotação do planeta.
14Em se tratando de um satélite estacionário da
terra,o período de translação deve ser de 24h e o
raio da órbita,calculado pela 3ª Lei de
Kepler,corresponde a,aproximadamente,6,7 raios
terrestres. O satélite estacionário tem
aplicação em telecomunicações.
15Energia no Campo Gravitacional
Energia Cinética
Considere um corpo de massa m,animado de
velocidade v,a uma distância R do centro de um
planeta de massa M.
Energia Potencial Gravitacional
Considerando nula a energia potencial do campo
quando a distância d entre os corpos tende para o
infinito(Epot?0),pode-se demonstrar,com auxílio
de cálculo integral,que a energia
potencial,associada ao campo de forças será dado
por
O fato da energia potencial ser negativa quer
dizer apenas que
Em todos os pontos do campo a energia potencial é
menor do que no infinito.
16Energia Mecânica
17- VELOCIDADE DE ESCAPE
- Velocidade mínima com que um corpo deve ser
lançado para escapar do campo gravitacional de um
planeta ou corpo celeste. - Para a terra VEsc? 11,2Km/s11.200m/s
Como
Logo
1801.(UEFS-08.1) Um satélite descreve movimento
uniforme em torno da Terra em uma órbita circular
de raio igual a 1,0.107m. Desprezando-se outras
forças sobre o satélite, que não seja a
gravitacional da Terra, pode-se concluir que a
razão entre a energia cinética do satélite e o
módulo da resultante centrípeta no satélite é,
aproximadamente, igual, em 106J/N, a a) 2 b)
3 c) 4 d) 5 e) 6
1902)(UESB-08) Sabendo-se que a massa e o raio
médio da Terra são, respectivamente, iguais a
5,98.1024kg e 6,37.106m, a constante de
gravitação universal, G 6,67. 10-11Nm2/kg2, e
desprezando-se os efeitos da resistência do ar, a
menor velocidade à que se deve lançar um corpo da
superfície da terrestre para que esse escape da
atração da Terra, em m/s, é da ordem de 01)
102 02) 103 04) 105 03) 104 05) 106
2003.(UESC-08)Considere um satélite
geoestacionário, com massa igual a 5,0kg,
descrevendo um movimento uniforme em uma órbita
circular de raio igual a 7,0. 1 03km em
torno da Terra. Sabendo-se que a massa da Terra
é igual a 5,98.1024Kg e a constante da Gravitação
Universal é igual a 6,67.10-11Nm2/kg2, pode-se
afirmar que a ordem de grandeza do módulo da
quantidade de movimento desse satélite é igual,
em kg.mls, a 01) 108 02) 107
03) 106 04) 105 05) 104
21- 04.(UESB-09.2)Considere dois astronautas de
massas iguais a 50,0kg e 60,0kg,separados por uma
distância de 5,0m e soltos no espaço,longe da
influência de outros corpos. - Sabendo-se que a constante de gravitação
universal é igual a 6,7.10-11kgm2kg-2,a ordem de
grandeza do módulo da força que farão com que
eles se aproximem,no SI,é igual a - 10-5
- 10-8
- 10-9
- 10-10
- 10-13