Gravitação

Gravitação

1. 1-AS LEIS DE KEPLER

   • Primeira Lei de Kepler: lei das órbitas
     • Todos os planetas se movem em órbitas elípticas, com o Sol em um dos focos. A elipse é um lugar geométrico dos pontos de um plano cujas distâncias a dois pontos fixos tem soma constante.  
     • Explico melhor: uma circunferência possui um centro, desse traça-se um raio, e todos os pontos a ela pertencentes tem a distância fixa do comprimento do raio até o centro. Em uma elipse não sem tem somente um centro, mas dois. E esses centros são chamados de focos. A soma das distâncias, d1 e d2,  até os focos, F1 e F2, deve ser constante. O importante é ter em mente que, segundo Kepler, as órbitas dos planetas em torno do Sol são elípticas, e não circulares. Isso é o que é efetivamente cobrado nas assertivas.   
   • Segunda Lei de Kepler: lei das áreas.
     • O segmento de reta que liga um planeta a uma estrela, como o sol, varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais. A velocidade com a qual o Planeta se movimenta não é constante. Porém, o vetor posição do centro de massa de um planeta do Sistema Solar, em relação ao centro de massa do Sol, varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais. Isso significa que as áreas delimitadas pelo vetor distância entre o planeta e o Sol são iguais para intervalos de tempo iguais.  
     • Essa lei costuma ser explorada em questões teóricas. Saiba também que a velocidade do planeta será máxima no ponto mais próximo ao Sol, chamado de periélio, e mínima no ponto mais afastado do Sol, chamado de afélio.  
   • Terceira Lei de Kepler: lei dos períodos.
     •  O quadrado do período de qualquer planeta é diretamente proporcional ao cubo do raio médio de sua órbita.  
     •  É extremamente importante ressaltar que a relação só é válida para corpos girando em torno de um mesmo astro. Podemos relacionar a Terra e Saturno, contudo, não podemos relacionar Júpiter e Europa (uma das luas de suas luas), visto que o planeta gira em torno do Sol, ao passo que a lua gira em torno do planeta. Esta lei é explorada em questões relacionando satélites orbitando um planeta.  

2. 2-A LEI DA GRAVITAÇÃO UNIVERSAL DE NEWTON

   • O CAMPO GRAVITACIONAL
     •  A força gravitacional surge da interação entre as massas dos corpos celestes. A terra nos atrai, gerando uma  força, essa força é conhecida como o peso e, por isso, podemos igualar as duas equações para determinarmos a aceleração da gravidade local.    
   • CORPOS EM ÓRBITAS CIRCULARES
   • SATÉLITES GEOESTACIONÁRIOS
     • Um satélite geoestacionário é um corpo que ocupa sempre a mesma posição em relação a um referencial ligado a superfície do planeta, para isso, ele deve ter a mesma velocidade angular de rotação da Terra, de modo que se mantenha sempre sobre um mesmo ponto da superfície terrestre. Esse tipo de satélite é importante para comunicações como transmissões de rádio e televisão. Consideraremos alguns dados de um satélite geoestacionário:  
     • O período de um satélite geoestacionário
       • Deve ser o mesmo período de rotação da terra. Se em 24 horas a terra dá uma volta completa em torno do seu próprio eixo:    T=26 . 60 . 60 s =86400 s
     • A altura de um satélite geoestacionário em relação à superfície terrestre
       • Consideraremos ℎ = 36000 km Essa é uma altura usual para de um satélite geoestacionário. Dessa forma, o raio r  da órbita do satélite é, em relação ao centro da Terra, será de:  r= 36000 +  6400= 40000 km   
     • A velocidade linear de um satélite geoestacionário
       • Podemos determinar a velocidade linear de um satélite desse tipo ao igualar o módulo da força gravitacional com a da resultante centrípeta:  

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