ENEM 2024 PPL · questão 115 · caderno azul
Os satélites em órbitas geoestacionárias ocupam uma posição fixa em relação à superfície da Terra e, por isso, podem ser usados como sistemas de comunicação. Pela limitação de espaço, o número de satélites que podem ser posicionados numa órbita é finito. O lançamento de um satélite geoestacionário envolve três etapas:
Lança-se o satélite da base terrestre até uma órbita circular próxima (órbita R₁).
No estágio de propulsão, aplica-se um impulso tangencial à trajetória no ponto A, mudando-se para uma órbita elíptica até o satélite atingir o ponto B, que coincide com o raio de sua órbita geoestacionária.
No ponto B, efetua-se uma mudança para a órbita circular R₂, aplicando-se um impulso tangente à trajetória.
BEER, F. P. et al. Vector Mechanics: Static and Dynamic. Nova York: McGraw-Hill, 2009.
Identificando a órbita interna como R₁, a órbita geoestacionária como R₂ e a órbita elíptica como E, as energias mecânicas do satélite nas três órbitas são identificadas, respectivamente, como E₁, E₂ e Eₑ.
A relação de comparação entre as energias mecânicas do satélite nas três órbitas é
A a E ou 1 a 5 marcam, Enter verifica
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Gabarito: A
E₂ > Eₑ > E₁.Por que é A
A energia mecânica total de um satélite em órbita gravitacional é dada por E = -GMm/2r. Para órbitas circulares, quanto maior o raio, maior (menos negativa) a energia. Assim, E₂ > E₁. A órbita elíptica E tem o periélio em A (raio r₁) e o apogeu em B (raio r₂). A energia mecânica de uma órbita elíptica depende do seu semieixo maior (a = (r₁ + r₂)/2). Como o semieixo maior da elipse é intermediário entre os raios das órbitas circulares (r₁ < a < r₂), a sua energia mecânica é intermediária entre as das órbitas circulares. Portanto, E₂ > Eₑ > E₁.Assunto
Gravitação e astronomia
Treinar este assuntoTema: Mecânica: Gravitação e Órbitas
Competência de área 6 · habilidade H20: Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.