Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 12.Exercício - Ex. 37
12.37. A espaçonave Helios B possuía uma velocidade de 71 km/s quando ela estava a do Sol. a) Prove que ela não estava em uma órbita circular em torno do Sol. b) Prove que sua órbita em torno do Sol era fechada e, portanto, elíptica.
Passo 1
Bem, a gente pode provar pelo seguinte, se a órbita for circular ela tem que respeitar essa relação para velocidade
Vamos ver se isso acontece. A gente consegue achar os valores de G e da massa do Sol no Apêndice do livro. Vamos nos atentar também à unidade que o enunciado nos dá. A gente tem que colocar tudo no SI, então
Agora é só fazer essa continha
Vamos agora passar para
E olha só
Logo a órbita não é circular.
Passo 2
Agora vamos ver se essa órbita é fechada. Bom existem só dois tipos de órbitas fechadas, circular e elíptica.
Vamos lembrar do conceito de velocidade de escape. Se a velocidade do satélite for superior a velocidade de escape, significa que a órbita é aberta, se for menor, quer dizer que a órbita é fechada. Vamos então calcular a velocidade de escape do Sol.
Mas a velocidade que a gente calculou no item anterior é
Então a velocidade de escape pode ser escrita como
Agora é só fazer essa continha
Fazendo essa conta
E como
A órbita é fechada, e por tanto elíptica.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)