Questões de Concurso sobre Leis de Kepler

Johannes Kepler formulou leis que descrevem o movimento dos planetas ao redor do Sol. A terceira lei de Kepler descreve uma relação entre o período de translação dos planetas e a distância média que eles mantêm do Sol, permitindo compreender diferenças nos tempos de revolução dos corpos do Sistema Solar. Com base nessa lei, assinale a alternativa CORRETA.

No cenário descrito, o vetor de Laplace-Runge-Lenz está alinhado com o eixo maior da elipse que descreve o movimento relativo do corpo de massa reduzida e aponta do foco ao periélio; a conservação desse vetor garante que a orientação da elipse permaneça fixa no espaço inercial para um problema de dois corpos sujeitos apenas à força gravitacional inversa ao quadrado da distância relativa.

O Cinturão de Kuiper é uma vasta região do nosso Sistema Solar, localizada além da órbita de Netuno. Essa área é de grande interesse para os astrônomos, pois contém uma miríade de corpos celestes que podem fornecer pistas importantes sobre a formação e evolução do Sistema Solar. Assinale a alternativa que descreve corretamente as características do Cinturão de Kuiper:

A BNCC estabelece as seguintes competências de Ciências da Natureza e suas Tecnologias para o ensino médio.

Competência 1: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas interações e relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e global.

Competência 2: Analisar e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar e defender decisões éticas e responsáveis.

Competência 3: Investigar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC).

Uma atividade didática que mobiliza habilidades especificamente vinculadas à Competência 1 é a

Sabendo que a gravidade em Júpiter é de 25 m/s² e na Terra é de 10 m/s² , a razão entre o peso de qualquer objeto em Júpiter e o peso desse mesmo objeto na Terra é

A 2.ª Lei de Kepler afirma que um planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais, o que implica constância em sua velocidade orbital.

No âmbito das comemorações de avanços na exploração espacial, uma equipe de astrofísicos está revisando os dados orbitais dos planetas do Sistema Solar para uma publicação educativa. Um dos pontos centrais é a dinâmica de Júpiter, o maior planeta do nosso sistema, cuja distância média ao Sol é aproximadamente cinco vezes maior que a distância média da Terra ao Sol.

Considerando-se que as órbitas planetárias são aproximadamente circulares e utilizando-se a Terceira Lei de Kepler (Lei dos Períodos), qual é a duração aproximada do “ano de Júpiter” (período de translação), expressa em anos terrestres?

Dois planetas, A e B, giram em torno de uma mesma estrela em órbitas elípticas e estão sujeitos apenas à força gravitacional dessa estrela. O planeta A tem um semieixo maior 4 vezes maior que o do planeta B. Com base nas leis de Kepler, a razão entre os períodos de revolução T_A/T_B é igual a:

A obra "De revolutionibus orbium coelestium" de Nicolau Copérnico, publicada em 1543, é considerada o marco inicial da Revolução Científica, ao propor uma mudança radical no centro do universo. No entanto, o pensamento copernicano era complexo, mantendo ainda fortes laços com a cosmologia antiga. Considerando a natureza e as implicações do modelo copernicano, analise as afirmativas a seguir.

I.O principal argumento de Copérnico para propor o modelo heliocêntrico foi de natureza estética e matemática, buscando uma maior simplicidade e harmonia para o sistema do mundo, capaz de explicar fenômenos como o movimento retrógrado dos planetas de forma mais natural que o complexo modelo ptolomaico.

II.Apesar de sua proposta revolucionária de colocar o Sol no centro, Copérnico manteve o antigo pressuposto grego de que os planetas deveriam se mover em órbitas perfeitamente circulares, o que o forçou a continuar utilizando epiciclos para ajustar seu modelo às observações astronômicas.

III.Uma consequência física implícita no modelo heliocêntrico era a necessidade de um universo muito maior do que se imaginava, pois o movimento da Terra ao redor do Sol deveria produzir uma paralaxe estelar, e a ausência de sua observação indicava que as estrelas estariam a uma distância imensa.

Está correto o que se afirma em:

Considerando a incidência solar sobre cada região ao longo do ano que modifica a claridade dos dias e orienta práticas agrícolas locais, a variação da duração dos dias claros se deve à

Um satélite artificial orbita a Terra em uma trajetória elíptica sob efeito apenas da força gravitacional. O satélite passa pelo perigeu 𝑃 (ponto mais próximo à Terra) com velocidade $\overrightarrow{v}$_𝑝 e pelo apogeu 𝐴 (ponto mais afastado da Terra) com velocidade $\overrightarrow{v}$_𝑎. A velocidade do satélite em um ponto 𝑌, localizado na linha que passa pela Terra e perpendicular ao eixo maior da elipse, é denotada por 𝑣⃗. É correto afirmar que o módulo da velocidade 𝑣 no ponto 𝑌, em termos de 𝑣_𝑝 e 𝑣_𝑎, é expresso por:

Leia o texto a seguir.

O atual alinhamento de planetas pode afetar a Terra?

Cientistas explicam Observadores do céu, astrofotógrafos e amantes da astronomia em geral estão “fazendo a festa” neste início de ano. É que, durante os meses de janeiro e fevereiro, estão ocorrendo os chamados alinhamentos planetários. O termo descreve o evento em que vários planetas se posicionam no mesmo lado do Sol, parecendo estar alinhados no céu terrestre. Naturalmente, como suas órbitas são inclinadas, os planetas nunca estão realmente formando uma linha reta. Embora seja apenas uma ilusão da perspectiva de quem observa da Terra, o “desfile” de seis planetas (Vênus, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) ao mesmo tempo, como o ocorrido na terça-feira (21), é um espetáculo para os observadores.

Disponível em: <https://www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/o-atual-alinhamento-de-planetas-pode-afetar-a-terra-cientistas-explicam/>. Acesso em: 24 jan. 2025.

Acerca do movimento dos planetas e do fenômeno Alinhamento Planetário, os planetas estão

Durante o planejamento de uma aula para o Ensino Médio, um professor de Física busca articular os conceitos de astronomia com saberes dos povos indígenas, em consonância com a BNCC e a Lei n. 11 645/08. A proposta é discutir a Terceira Lei de Kepler por meio de uma abordagem contextualizada e investigativa, integrando conhecimentos científicos e concepções de tempo e espaço presentes nas culturas indígenas, partindo do seguinte problema: um satélite artificial orbita a Terra a uma distância equivalente a 1/4 da distância do centro da Terra à Lua. Considerando que o período orbital da Lua em torno da Terra é de 28 dias, calcule o período de revolução desse satélite.

Qual alternativa apresenta o período orbital, em dias, do satélite e reflete a prática pedagógica planejada?

Uma sonda espacial é enviada para estudar um exoplaneta orbitando uma estrela semelhante ao Sol. Durante as medições, os cientistas descobrem que a órbita do exoplaneta é ligeiramente elíptica, com semieixo maior de 2 UA e excentricidade de 0,3. Sabendo que a massa da estrela central é aproximadamente 1 massa solar, assinale a alternativa que apresenta o valor aproximado do período orbital do exoplaneta em anos terrestres.

Um dos episódios históricos mais marcantes da construção da ciência como atividade humana é a disputa entre as teorias utilizadas para explicar os movimentos dos astros no sistema solar: o geocentrismo e o heliocentrismo. O nome mais importante associado ao geocentrismo é o do astrônomo grego Cláudio Ptolomeu (90–168 d.C.). Já o modelo heliocêntrico tem como expoente o astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473–1543 d.C.). Contudo, estes não foram os únicos nomes relevantes nessas teorias. Relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando os principais pressupostos de cada modelo ao seu respectivo autor.

Coluna 1

1. Deduziu que, quanto mais perto do Sol está um planeta, maior é sua velocidade orbital.

2. Estrelas e planetas ocupam esferas cristalinas perfeitas que giram em torno da Terra.

3. Determinou a excentricidade da órbita da Terra.

4. Introduziu os conceitos de deferente e equante para explicar, por exemplo, a órbita de Marte.

Coluna 2

( ) Nicolau Copérnico.

( ) Cláudio Ptolomeu.

( ) Johannes Kepler.

( ) Aristóteles.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

A respeito do enunciado das Leis de Kepler, analise as sentenças a seguir:

I.A órbita de um planeta é uma elipse com o Sol em um dos dois focos.

II.Um segmento de reta que une um planeta ao Sol varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais e a velocidade do planeta em sua órbita principal é constante.

III.O cubo do período orbital de um planeta é proporcional ao quadrado do comprimento do semieixo maior de sua órbita.

É correto o que se afirma em:

Johannes Kepler revolucionou a astronomia ao descrever matematicamente o movimento planetário. Sua terceira lei estabelece uma relação precisa entre o tempo que um planeta leva para dar uma volta completa em torno do Sol (período orbital) e a sua distância média até a estrela (raio médio da órbita). Essa lei, que afirma que "o quadrado do período orbital é proporcional ao cubo do raio médio da órbita" (T² ∝ R³), é conhecida como:

A professora Verônica desenvolveu, na aula, um tema sobre o universo e os movimentos dos astros, de forma a levar os alunos a compreenderem que a Lua, girando em torno da Terra, está realizando o movimento de:

Sobre as leis de Kepler, assinale a afirmativa correta.

A discussão a respeito das teorias conhecidas como heliocentrismo e geocentrismo ocupou grande parte do Século XVII. Para poder obter informações que apoiassem uma ou a outra teoria, as observações dos movimentos dos planetas foram muito importantes.

A ilustração a seguir representa o movimento do planeta Vênus sob o ponto de vista de Ptolomeu e de Galileu, para um observador na Terra.

(https://www.if.ufrgs.br/fis02001/aulas/aula_tykega.htm.Adaptado)

Considerando esses modelos, é possível verificar que o planeta Vênus é representado por