As órbitas dos satélites em torno da Terra são elípticas (ou circulares) e ainda assim aprendemos em Física I que projéteis lançados da Terra seguem trajetórias parabólicas. Qual a explicação para essa aparente contradição?
Passo 1
Vamos lá! A questão pergunta por que as órbitas dos satélites ao redor da Terra são elípticas ou circulares, enquanto na Física I aprendemos que projéteis seguem trajetórias parabólicas. Ou seja, parece que há uma contradição entre o que vemos nos satélites e o que aprendemos sobre projéteis. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre as leis do movimento e a gravidade.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em Física I estudamos o movimento dos projéteis, que seguem uma trajetória parabólica. Isso acontece porque consideramos que a aceleração da gravidade é constante e que a única força agindo sobre o projétil é a gravidade, que puxa o projétil para baixo.
Passo 3
Agora, nas órbitas dos satélites, a situação é um pouco diferente. Os satélites estão em queda livre ao redor da Terra, mas como eles têm uma velocidade horizontal suficiente, eles estão constantemente "caindo" em direção à Terra, mas também se movendo para frente. Isso cria uma trajetória curva que pode ser elíptica ou circular.
Passo 4
A diferença principal entre os projéteis da Física I e os satélites está na força gravitacional. Para os projéteis, a gravidade é tratada como uma força constante, já que a distância ao solo não muda muito. Mas para os satélites, que estão bastante longe da Terra, a força da gravidade diminui com a distância, seguindo a Lei da Gravitação Universal de Newton. Isso permite que os satélites mantenham órbitas fechadas, como elipses ou círculos.
Passo 5
Além disso, a trajetória parabólica assume que a Terra é plana e que a gravidade é a mesma em todos os pontos, o que não é verdade para órbitas reais. Nas órbitas, a curvatura da Terra e a variação da gravidade são levadas em conta, resultando em caminhos elípticos ou circulares.
Resposta
A aparente contradição ocorre porque projéteis na Física I consideram a gravidade como constante e trajetórias em um campo gravitacional uniforme, resultando em parábolas. Já os satélites estão sujeitos a um campo gravitacional que varia com a distância e seguem as leis da gravitação universal, permitindo órbitas elípticas ou circulares. Portanto, as diferentes abordagens sobre a gravidade explicam por que projéteis e satélites têm trajetórias distintas.
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