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Exercícios sobre campo gravitacional (com questões explicadas)

Ana Lucia Souto
Ana Lucia Souto
Professora de Física e Ciências

Resolva as questões abaixo para testar seus conhecimentos sobre o campo gravitacional.

Questão 1

Qual é a definição de campo gravitacional?

a) É um campo de força que existe ao redor das massas acima de 5 . 1024 Kg que atua atraindo outros corpos.

b) É um campo de força que existe ao redor de cada massa, independente de seu valor, que atua atraindo outros corpos.

c) É um campo de força que existe ao redor de cada massa, independente de seu valor, que atua repelindo outros corpos.

d) É um campo de força que existe ao redor das massas abaixo de 5 . 1024 Kg que atua atraindo outros corpos.

Gabarito explicado

Resposta correta: alternativa b) É um campo de força que existe ao redor de cada massa, independente de seu valor, que atua atraindo outros corpos.

O campo gravitacional é um campo de força que existe ao redor de cada massa, independente da massa ser grande ou pequena. Esse campo está sempre presente e atua atraindo outros corpos.

Questão 2

Como a teoria do campo gravitacional explica o fato de os planetas orbitarem em torno do Sol e não ao contrário?

a) Os planetas orbitam em torno do Sol e não ao contrário pelo fato da massa e inércia do Sol serem muito maiores do que as dos planetas.

b) Os planetas orbitam em torno do Sol e não ao contrário como consequência das colisões que ocorreram durante a formação do nosso Sistema Solar.

c) Os planetas orbitam em torno do Sol e não ao contrário pelo fato da massa e inércia do Sol serem muito menores do que as dos planetas.

d) Na verdade o Sol se movimenta em torno dos planetas, falamos que ele permanece parado só por se tratar de um modelo simplificado.

Gabarito explicado

Resposta correta: alternativa a) Os planetas orbitam em torno do Sol e não ao contrário pelo fato da massa e inércia do Sol serem muito maiores do que as dos planetas.

Os planetas orbitam em torno do Sol e não ao contrário por conta das relações das massas. Como a massa do Sol é muito maior do que as dos planetas, seu campo gravitacional e sua inércia também são muito maiores e, por esses motivos, ele permanece parado no centro do nosso Sistema Solar.

Questão 3

Os campos gravitacionais dos planetas causam alguma interferência nos movimentos observados no nosso Sistema Solar?

a) Sim, como cada planeta é um centro repulsor, eles fazem com que cada um dos planetas percorra uma órbita elíptica e não circular em torno do Sol.

b) Não, os campos gravitacionais dos planetas não são grandes o suficiente para inserir alterações nos movimentos do nosso Sistema Solar.

c) Sim, como cada planeta é um centro atrator, eles fazem com que cada um dos planetas percorra uma órbita elíptica e não circular em torno do Sol.

d) Não, pois, apesar de os campos e forças gravitacionais dos planetas serem grandes, a força resultante sobre cada um dos planetas é nula.

Gabarito explicado

Alternativa correta: c) Sim, como cada planeta é um centro atrator, eles fazem com que cada um dos planetas percorra uma órbita elíptica e não circular em torno do Sol.

Os campos gravitacionais dos planetas interferem nos movimentos orbitais, fazendo com que cada um dos planetas percorra uma órbita elíptica própria e não circular em torno do Sol.

Questão 4

Determine a força gravitacional existente entre duas pessoas com massas iguais a 80kg e 60kg que distam 2 metros uma da outra.

Use G = 6,67 . 10-11 N.m2/Kg2

a) 8,0 . 102 N

b) 6,0 .102 N

c) 1,40 . 10-11 N

d) 8,0 . 10-8 N

Gabarito explicado

Resposta correta: alternativa d) 8,0 . 10-8 N

A força gravitacional entre dois corpos é dada por:

F espaço igual a espaço G. numerador m. M sobre denominador d ao quadrado fim da fração

Substituindo os valores dados no enunciado, temos:

F espaço igual a espaço 6 vírgula 67 espaço. espaço 10 à potência de menos 11 fim do exponencial. numerador 80 espaço. espaço 60 sobre denominador 2 ao quadrado fim da fraçãoF espaço igual a espaço 6 vírgula 67 espaço. espaço 10 à potência de menos 11 fim do exponencial. numerador 4 vírgula 8 espaço. espaço 10 ao cubo sobre denominador 4 fim da fraçãoF espaço igual a espaço 6 vírgula 67 espaço. espaço 10 à potência de menos 11 fim do exponencial. espaço 1 vírgula 2 espaço. espaço 10 ao cuboF espaço igual a espaço 8 vírgula 004 espaço. espaço 10 à potência de parêntese esquerdo menos 11 mais 3 parêntese direito fim do exponencialF espaço igual a espaço 8 vírgula 004 espaço. espaço 10 à potência de parêntese esquerdo menos 8 parêntese direito fim do exponencial espaço igual a espaço 0 vírgula 00000008004 espaço N

Observe que a força gravtacional entre duas pessoas existe, mas é extremamente pequena.

Questão 5

Determine o campo gravitacional na superfície de Netuno sabendo que seu raio é 24750 km e que sua massa é 1. 1026 Kg. Use G = 6,67 . 10-11 N.m2/Kg2.

a) 1,09 . 107 m/s2

b) 10,9 .107 m/s2

c) 1,09 m/s2

d) 10,9 m/s2

Gabarito explicado

Reposta correta: alternativa d) 10,9 m/s2

O módulo do campo gravitacional é dado por:

g igual a numerador G. M sobre denominador d ao quadrado fim da fração

Como queremos saber o valor do campo na superfície do planeta Netuno, a distância é igual ao seu raio ou d = r = 24750 km.

Observe que a unidade do raio está em km. A primeira coisa que temos que fazer é transformar a unidade para metros.

d = r = 24750 . 103 m

Colocando em notação científica temos:

d = r = 2,4750 . 104 . 103 = 2,4750 . 10(4+3) = 2,4750 . 107 m

Agora vamos determinar o valor do campo, substituindo na fórmula os valores dados no enunciado:

g igual a numerador 6 vírgula 67 espaço. espaço 10 à potência de menos 11 fim do exponencial. espaço 1 espaço. espaço 10 à potência de 26 sobre denominador parêntese esquerdo 2 vírgula 4750 espaço. espaço 10 à potência de 7 parêntese direito ao quadrado fim da fraçãog igual a numerador 6 vírgula 67 espaço. espaço 10 à potência de parêntese esquerdo menos 11 mais 26 parêntese direito fim do exponencial sobre denominador 6 vírgula 1256 espaço. espaço 10 à potência de 14 fim da fraçãog igual a espaço numerador 1 vírgula 09 espaço. espaço 10 à potência de 15 sobre denominador 10 à potência de 14 fim da fraçãog igual a 1 vírgula 09 espaço. espaço 10 à potência de parêntese esquerdo 15 menos 14 parêntese direito fim do exponencialg igual a 1 vírgula 09 espaço. espaço 10 à potência de parêntese esquerdo 1 parêntese direito fim do exponencial espaço igual a espaço 10 vírgula 9 espaço m dividido por s ao quadrado

Questão 6

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Ana Lucia Souto
Ana Lucia Souto
Professora de Ciências e de Física da Educação Básica e do Ensino Superior, tendo iniciado a docência em 1990. Bacharel em Física, Mestre e Doutora em Biofísica e PhD em Biologia Estrutura - Universidade de São Paulo, USP.