Ficha de trabalho – Movimento circular

Física e Química A – 11º Ano
Ficha de Trabalho – Movimento circular uniforme (2)
1. Um satélite de comunicações descreve uma órbita
circular de raio r = 4,23 x 107 m. Determine:
1.1. a velocidade linear do satélite. (R: 3.07x103 m/s)
1.2. a aceleração centrípeta. (R: 2,23x10-1 m/s2)
1.3. a distância média do satélite à superfície do
planeta. (R: 3,59x107 m)
mT = 5,98 x 1024 kg rT= 6,37 x 106 m
G = 6,67 x 10-11 N m2 kg-2
2. Uma estação espacial com a massa de 21,1x103 kg
desloca-se à volta da Terra com movimento
uniforme e circular com o raio de 6750 km.
Atendendo a que a estação demora 91,8 minutos a
executar uma volta completa determine:
2.1. a velocidade angular. (R: 1,14x10-3 rad/s)
2.2. o valor da força resultante que atua na estação.
(R: 1,85x105 N)
3. Seria desejável, para as missões de exploração de
Marte, que se colocasse à volta do planeta um
sistema de 3 a 4 satélites “geoestacionários” para
permitir as comunicações entre as sondas que
exploram a superfície de Marte e a Terra. Determine
o raio de uma órbita “geostacionária” em redor de
Marte. (R: 2,0x107 m)
mMarte= 6,4 x 1023 kg TMarte= 24,6 h
G = 6,67 x 10-11 N m2 kg-2
4. Um satélite artificial descreve, com velocidade de
módulo, v, uma órbita circular de raio, r, igual a
8,4×106m, em torno da Terra. Calcule o módulo da
velocidade orbital do satélite.
5. Um satélite geostacionário de massa m = 5,0 × 103
kg encontra-se num ponto situado na vertical do
equador, movendo-se com velocidade de módulo, v,
a uma distância, r, do centro da Terra. Determine:
5.1. O módulo da velocidade angular do satélite em
relação ao centro da Terra.
5.2. O módulo da força gravítica que atua no satélite,
devido à interação com a Terra.
6. Uma sonda espacial, S, de massa mS = 374 kg,
descreve uma órbita aproximadamente circular de
raio médio r = 3,82×107m, em torno do planeta
Vénus, V. A massa do planeta é mV = 4,87×1024 kg,
e o valor da constante de gravitação universal é
G=6,67×10-11 Nm2Kg-2.
6.1. Com base na Lei da Atracão Universal, calcule
a aceleração a que a sonda está sujeita no seu
movimento em torno de Vénus.
6.2. Mostre que o módulo da velocidade orbital da
sonda é dado pela expressão
v
GmV
r
7. Enquanto os astronautas N. Armstrong e E. Aldrin,
da missão Apollo 11, recolhiam amostras na
superfície lunar, o seu colega M. Collins permanecia
no Módulo de Comando (MC), em órbita à volta da
Lua (L). Considere que o Módulo de Comando (MC)
descreveu, com um período de 2,0 h, diversas órbitas
circulares, de raio 1,9 × 106 m, sujeito apenas à força
gravítica exercida pela Lua.
7.1. Relativamente à situação descrita, classifique
como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das
afirmações seguintes.
(A) O MC descreveu cada volta completa em
7,2 × 103s.
(B) A velocidade linear do MC manteve-se
constante.
(C) Em 2,0 h o MC percorreu uma distância
de 1,9 × 106m.
(D) O trabalho realizado pela resultante das
forças aplicadas no MC foi nulo.
(E) O produto do módulo da velocidade
angular do MC pelo período do seu
movimento é independente do raio da
órbita.
(F) O módulo da velocidade linear do MC
depende da sua massa.
(G) O módulo da velocidade angular do MC
foi 8,7 × 10–4 rad s–1.
(H) O valor da energia cinética do MC variou
ao longo da órbita.
7.2. Representa corretamente as forças de interação
entre o Módulo de Comando e a Lua.

7.3. Represente num diagrama, a força, F , exercida

pela Lua (L) sobre o MC e a velocidade, v , do
MC, durante o seu movimento em torno da
Lua.
7.4. Esboce os gráficos que traduzem corretamente
a variação dos módulos da velocidade, v, do
MC e da força, F, que atua sobre este, em
função do tempo, t, durante o movimento do
MC em torno da Lua