Física - Astronomia - Satélites

Astronomia - Satélites

Objetivos

1) Conceituar órbita e avaliar a influência de grandezas presentes na Lei da Gravitação Universal sobre os movimentos orbitais;

Compreender a relação entre massa do planeta e velocidade orbital para satélites, partindo de análises em planetas do sistema solar.

Sequência da Atividade

Explique ou retome com os alunos os movimentos da Terra. Em particular, o movimento de translação, que os planetas executam ao redor do Sol, pode ser visto em Movimentos planetários.

Esclareça com eles a questão: O que é órbita de um planeta? E o que é órbita de um satélite?

Lembre que a Lua é um satélite natural da Terra e temos outros dispositivos tecnológicos chamados satélites artificiais, que mantém órbita da Terra e ajudam na previsão do clima, comunicações etc.

Uma das Leis de Kepler mostra que as órbitas planetárias (e dos satélites também) descrevem uma elipse.

Para lançar um satélite artificial, é preciso colocá-lo num foguete com velocidade adequada, para que ele entre em órbita do planeta. Velocidades maiores podem servir para lançá-lo ao espaço exterior, rumo a outros corpos celestes (como no caso de naves e sondas espaciais).

Como opção: leia um pouco sobre isso em Velocidade de escape.

Nesta aula, utilizaremos um aplicativo que permite avaliar as órbitas e as velocidades tangenciais de satélites ao redor de vários planetas. O simulador pode ser baixado em Objetos educacionais.

Leia o texto que fala sobre a lei da Gravitação Universal e como determinar a aceleração gravitacional de um planeta.

No simulador, teste as velocidades na órbita de cada planeta do sistema solar. Observe os valores também das massas do corpo celeste, indicadas na tela.

Responda: A massa do planeta influi na velocidade indicada? Qual é a relação entre a massa do planeta e a velocidade de órbita? Como podemos explicar isso observando a Lei da Gravitação Universal?

Essa última questão vai ilustrar a dependência da massa para o valor de g da gravidade local. Explique e explore isso como consequência da Lei da Gravitação Universal. Explique que há um ponto na órbita de apogeu e outro de perigeu (isso fica claro no simulador). Relacione esse fato com os estudos de Kepler. Uma alternativa é associar essa atividade a uma pesquisa prévia ou posterior sobre Kepler e suas leis.

O objetivo é discutir e elucidar essas questões com a classe, enquanto exploramos a animação. Ideal seria se os alunos também pudessem interagir com a simulação, abrindo-a em seus próprios computadores (sala de informática ou unidades portáteis).

Assista a sugestão de vídeo complementar, que fala sobre as órbitas dos planetas do sistema solar.

Avaliação

No botão "Avaliação" do simulador também existem algumas questões que os alunos poderão responder após o desenvolvimento da aula, como tarefa final.

Referências

Banco Internacional de Objetos Educacionais. MEC/SEED, Projeto Condigital, 2010.

ALVARENGA ,B.; MÁXIMO A. Curso de Física. São Paulo: Scipione,2005.

PUCCI, Luis Fábio S. Espaço, o último desafio. São Paulo: Devon, 1997.