Sobre o tema
A velocidade de escape é um conceito fundamental em mecânica celeste, representando a velocidade mínima necessária para um objeto deixar a influência gravitacional de um corpo massivo sem propulsão adicional. Para uma órbita circular estável, a velocidade orbital é determinada pelo equilíbrio entre a força centrípeta e a força gravitacional. A diferença entre essas velocidades é importante para manobras de satélites, como a inserção em órbitas de transferência. Neste problema do IME, calculamos a diferença entre a velocidade de escape e a velocidade orbital circular, usando a constante gravitacional G, a massa M do planeta e o raio r da órbita. A expressão resultante envolve raiz de GM/r, e o valor aproximado é obtido com a raiz de 2 igual a 1,41.
Tópicos relacionados
- Velocidade orbital circular
- Velocidade de escape
- Lei da Gravitação Universal
- Força centrípeta em órbitas
- Manobras de satélites
Enunciado
Um satelite artificial move-se por uma orbita aproximadamente circular estavel em torno de um planeta. Posteriormente, o satelite acelera ate a velocidade de escape do campo gravitacional em que se encontra devido ao impulso recebido pela ejecao de gases. Dados: constante universal da gravitacao G; raio da orbita circular estavel original do satelite r; massa do planeta M; sqrt(2) aprox 1,41. A diferenca entre o modulo da velocidade de escape do satelite e o modulo da sua velocidade na orbita estavel original e de aproximadamente:
Alternativas
- A)
0,59*sqrt(GM/r)
- B)
1,41*sqrt(GM/r)
- C)
0,41*sqrt(GM/r)
- D)
2,41*sqrt(GM/r)
- E)
2,82*sqrt(GM/r)
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Perguntas frequentes
O que é velocidade de escape?
É a menor velocidade que um objeto precisa ter para escapar do campo gravitacional de um corpo celeste, sem propulsão adicional. Depende da massa e do raio do corpo.
Como se calcula a velocidade orbital circular?
Para uma órbita circular estável, a velocidade orbital é v = sqrt(GM/r), onde G é a constante gravitacional, M a massa do planeta e r o raio da órbita.
Por que a velocidade de escape é maior que a velocidade orbital?
A velocidade orbital mantém o satélite em trajetória fechada; já a velocidade de escape fornece energia cinética suficiente para vencer a energia potencial gravitacional, sendo sqrt(2) vezes maior que a orbital.
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