Fala, pessoal! Vem comigo resolver a questão número 5 da prova da Fuvest 2020 – 2ª fase.
Em janeiro de 2019, a sonda chinesa Chang’e 4 fez o primeiro pouso suave de um objeto terrestre no lado oculto da Lua,
reavivando a discussão internacional sobre programas de exploração lunar.
Considere que a trajetória de uma sonda com destino à Lua passa por um ponto P, localizado a 2/3 dT L do centro da Terra e a
1/3 dT L do centro da Lua, sendo dT L a distância entre os centros da Terra e da Lua.
a) Considerando que a massa da Terra é cerca de 82 vezes maior que a massa da Lua, determine a razão FT /FL entre os módulos
da força gravitacional que a Terra e a Lua, respectivamente, exercem sobre a sonda no ponto P.
Ao chegar próximo à Lua, a sonda foi colocada em uma órbita lunar circular a uma altura igual ao raio da Lua (RL), acima de sua
superfície, como mostra a figura. Desprezando os efeitos da força gravitacional da Terra e de outros corpos celestes ao longo
da órbita da sonda,
b) determine a velocidade orbital da sonda em torno da Lua em termos da constante gravitacional G, da massa da Lua ML e
do raio da Lua RL;
c) determine a variação da energia mecânica da nave quando a altura da órbita, em relação à superfície da Lua, é reduzida
para 0,5 RL. Expresse seu resultado em termos de G, RL, ML e da massa da sonda mS.
Note e adote:
O módulo da força gravitacional entre dois objetos de massas M e m separados por uma distância d é dado por F = GMm / d²
A energia potencial gravitacional correspondente é dada por U = – GMm / d .
Assuma a distância da Terra à Lua como sendo constante.
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