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Guias e Dicas
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Gravitação Universal - Aula 2, Slides de Física Clássica

Slides sobre gravitação Universal

Tipologia: Slides

2020

Compartilhado em 11/04/2020

Prof.Gerson_Anderson
Prof.Gerson_Anderson 🇧🇷

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sica II
Gravitação Universal
Aula 2
Prof. Me. Gerson Anderson de Carvalho Lopes
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - DCET
COLEGIADO DE QUÍMICA
Foto: Getty Images/BBC. Em: https://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2019/11/26/a-particula-descoberta-por-cientistas-que-pode-mudar-nossa-
compreensao-do-universo.ghtml
A Via Láctea, galáxia na qual se encontra o Sistema Solar
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Física II

Gravitação Universal

– Aula 2

Prof. Me. Gerson Anderson de Carvalho Lopes

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - DCET

COLEGIADO DE QUÍMICA

Foto: Getty Images/BBC. Em: https://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2019/11/26/a-particula-descoberta-por-cientistas-que-pode-mudar-nossa-

compreensao-do-universo.ghtml

A Via Láctea, galáxia na qual se encontra o Sistema Solar

Leis de Kepler

  • A palavra planeta deriva do termo em grego que

significa errante, devido à constante mudança do

movimento dos planetas em relação ao fundo de

estrelas, quando observados da Terra.

2

  • Uma das maiores realizações intelectuais dos

séculos XVI e XVII foi a verificação de três fatos:

  • A) A Terra também é um planeta (Copérnico);
  • B) Todos os planetas descrevem órbitas em torno

do Sol (Copérnico);

  • C) Os movimentos aparentes dos planetas vistos

da Terra podem ser usados para determinar

suas órbitas precisamente (Kepler).

Trajetória de Marte em relação às estrelas

da constelação de Capricórnio durante o

ano de 1971. A posição do planeta está

assinalada em quatro dias específicos.

Como tanto Marte como a Terra estão se

movendo em torno do Sol, o que vemos é a

posição de Marte em relação a nós; esse

movimento relativo faz com que Marte às

vezes pareça se mover no sentido oposto ao

de sua trajetória normal.

Lei das órbitas

  • A soma das distâncias de S a P e de S’ a P

permanece constante. A distância a é o

semieixo maior. A distância de cada foco ao

centro da elipse é ea , onde e é um número

adimensional entre 0 e 1 denominado

excentricidade. Quando e = 0, a órbita é

circular.

4

  • As órbitas dos planetas são aproximadamente

circulares. Suas excentricidades variam de

0,007 para Vênus a 0,206 para Mercúrio. A

órbita da terra tem e = 0017.

  • Newton verificou que, quando uma força de

atração proporcional a 1/r

2 atua sobre um

corpo, as únicas orbitas fechadas possíveis são

a elipse e a circunferência; ele também

mostrou que órbitas abertas devem ser

parábolas ou hipérboles.

Lei das Áreas

5

  • Em um pequeno intervalo dt, a linha que liga o Sol S ao

planeta P descreve um angulo d θ. A área varrida é dada

pelo triângulo sombreado de altura r , base rd θ e área dA =

( 1/2) r

2 d θ. A taxa com a qual essa área é varrida, dA / dt , é

denominada velocidade setorial:

Para verificar, observamos que 𝑟Ԧ é o vetor que

liga o Sol ao planeta e a força gravitacional

aponta do planeta ao Sol. Os vetores estão na

mesma direção, logo o produto vetorial é nulo

e o momento angular é constante.

Energia Mecânica em Órbitas Circulares

  • Usando a segunda lei de

Newton para órbitas

circulares:

7

  • A energia cinética é:
    • A energia mecânica é:
  • Para órbita elíptica,

substituímos r por a :

Einstein e a Gravitação

  • Se uma pessoa fosse trancada em

uma cabine como na Figura, ela não

seria capaz de dizer se a cabine

estava em repouso na Terra (a) (e

sujeita apenas à força gravitacional

da Terra), ou estava viajando no

espaço interestelar (b) com uma

aceleração de 9,8 m/s

2 (e sujeita

apenas à força responsável por essa

aceleração). Nos dois casos, a pessoa

teria a mesma sensação e obteria o

mesmo valor para o seu peso em uma

balança. Além disso, se ele observasse

um objeto em queda, o objeto teria a

mesma aceleração em relação à

cabine nas duas situações.

8

O Princípio de Equivalência

Albert Einstein disse uma vez: “Eu estava ... No

escritório de patentes, em Berna, quando de repente me

ocorreu um pensamento: ‘Uma pessoa em queda livre não

sente o próprio peso.’ Fiquei surpreso. Essa ideia simples

me causou uma profunda impressão. Ela me levou à

teoria da gravitação.”

Buracos Negros

  • A Teoria Geral da Relatividade

previu a existência de Buracos

Negros, que são corpos

supermassivos cuja influência

gravitacional é tão grande que

nada – nem mesmo a luz – pode

escapar deles.

10

Substituindo a velocidade da luz

na equação da velocidade de

escape, conseguimos determinar o

raio crítico abaixo do qual um

corpo é considerado um Buraco

Negro. Este raio é chamado

atualmente de Raio de

Schwarzschild (R s