Questão 142 do ENEM 2018 — Física

De acordo com a Lei Universal da Gravitação, proposta por Isaac Newton, a intensidade da força gravitacional F que a Terra exerce sobre um satélite em órbita circular é proporcional à massa m do satélite e inversamente proporcional ao quadrado do raio r da órbita, ou seja,

No plano cartesiano, três satélites, A, B e C, estão representados, cada um, por um ponto (m ; r) cujas coordenadas são, respectivamente, a massa do satélite e o raio da sua órbita em torno da Terra.

Com base nas posições relativas dos pontos no gráfico, deseja-se comparar as intensidades  da força gravitacional que a Terra exerce sobre os satélites A, B e C, respectivamente.

As intensidades expressas no gráfico satisfazem a relação

A
Alternativa A
B
Alternativa B
C
Alternativa C
D
Alternativa D
✓
Alternativa E
Gabarito oficial: alternativa E

Resolução comentada

Pela lei da gravitação, a força F é proporcional à massa e inversamente proporcional ao quadrado do raio. Os satélites A e B têm o mesmo raio, mas B tem massa maior, logo FB > FA. Já A e C têm a mesma massa, mas C está numa órbita de raio maior, logo FC < FA. Juntando as duas comparações, a ordem é FC < FA < FB (alternativa E).

Quem olha apenas a posição de C, mais 'alta' no gráfico, pode achar que ela representa a maior força — mas um raio maior (mantendo a mesma massa de A) na verdade enfraquece a força gravitacional, por causa do quadrado do raio no denominador, tornando C a menor força das três, não a maior.

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