Em 20 de julho de 1969, Neil Armstrong tornou-se o primeiro homem a pisar na superfície da Lua. Ele foi seguido por Edwin Aldrin, ambos da missão Apollo 11. Eles, e os astronautas que os seguiram, experimentaram a ausência de atmosfera e estavam sujeitos às diferenças gravitacionais. A aceleração da gravidade na Lua tem 1/6 do valor na Terra.
Em relação às condições na Terra, um salto oblíquo na superfície da Lua teria alcance
A) menor, pois a força normal com o solo é menor.
B) menor, pois a altura do salto seria maior.
C) igual, pois o impulso aplicado pelo astronauta é o mesmo.
D) maior, pois a aceleração da gravidade é seis vezes menor.
E) maior, pois na ausência de atmosfera não há resistência do ar
Resolução em texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão (em letras comuns, sem destaque):
Física (Mecânica, Lançamento Oblíquo), Interpretação de Texto
Nível da Questão (em letras comuns, sem destaque):
Médio
Gabarito (em letras comuns, sem destaque):
D) maior, pois a aceleração da gravidade é seis vezes menor
Tema/Objetivo Geral (em letras comuns, sem destaque):
Compreender como a menor gravidade na Lua afeta o alcance de um salto (lançamento oblíquo), permitindo que seja maior em comparação com o mesmo salto realizado na Terra.
🔷 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Comando da Questão:
“O texto descreve as condições de gravidade na Lua — 1/6 da gravidade terrestre. Pergunta: Como isso afeta o alcance de um salto oblíquo em comparação com a Terra?”
Explicação Detalhada:
Queremos saber se o salto na Lua teria menor, igual ou maior alcance. Devemos lembrar que, no lançamento oblíquo, o alcance é inversamente proporcional à aceleração da gravidade. Se g é menor, a mesma velocidade inicial gera tempo de voo maior, resultando em alcance maior.
Palavras-Chave:
- Aceleração da gravidade reduzida (1/6 do valor terrestre)
- Lançamento oblíquo
- Ausência (ou quase ausência) de atmosfera na Lua
Objetivo:
Reconhecer que, com g seis vezes menor, o salto terá um alcance maior — princípio básico de lançamento oblíquo.
🔷 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
- Fórmula do Alcance de um Lançamento Oblíquo (sem resistência do ar):
R = v_0² sin(2theta)/g- Gravidade na Lua:
- .
- Portanto, se , .
- Implicação:
- Com o mesmo e , o alcance é inversamente proporcional a .
- Menor → Maior alcance.
Exemplo Prático/Analogia:
- Suponha um astronauta consegue dar o mesmo impulso (mesma velocidade inicial) do seu salto na Terra. Ele passa mais tempo no ar, viajando mais longe horizontalmente devido à reduzida aceleração da gravidade.
🔷 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
“… A aceleração da gravidade na Lua tem 1/6 do valor na Terra… O astronauta executa um salto oblíquo lá… Qual é o efeito no alcance?”
Conclusão Parcial:
Com g menor, o salto oblíquo resulta em alcance maior, pois a trajetória permanece mais tempo no ar.
🔷 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
- A ausência (ou insignificância) de atmosfera também ajuda a não ter resistência do ar, mas a razão principal é a diferença de gravidade (6 vezes menor).
- Então, o salto é bem mais longo do que seria na Terra.
🔷 Passo 5: Análise das Alternativas (ou Argumentos) e Resolução
- (A) menor, pois a força normal com o solo é menor
- Força normal não afeta a fase de voo no lançamento oblíquo.
- (B) menor, pois a altura do salto seria maior
- Maior altura tende a aumentar tempo de voo e ampliar alcance, não reduzir.
- (C) igual, pois o impulso aplicado pelo astronauta é o mesmo
- O impulso pode ser o mesmo, mas o efeito é diferente em gravidade menor.
- (D) maior, pois a aceleração da gravidade é seis vezes menor
- Exatamente a explicação do lançamento oblíquo.
- (E) maior, pois na ausência de atmosfera não há resistência do ar
- Verdade que não há ar, mas o principal fator apontado é a gravidade reduzida (1/6).
Escolha Correta: D) maior, pois a aceleração da gravidade é seis vezes menor.
🔷 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Resumo do Raciocínio:
A relação inversa entre alcance de um lançamento oblíquo e a gravidade faz com que, com g na Lua sendo 1/6 de g da Terra, o salto tenha alcance muito maior.
Reafirmação da Alternativa Correta:
D) maior, pois a aceleração da gravidade é seis vezes menor
Resumo Final:
No lançamento oblíquo, quanto menor a gravidade, maior é o tempo de voo e, portanto, maior o alcance. Como a Lua tem g seis vezes menor, o astronauta atinge distâncias maiores ao saltar.