Questão 12 — Campo Gravitacional de Corpos Extensos (Física) — ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica

Física Campo Gravitacional de Corpos Extensos

ITA Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica · Vestibular 2015 — Física

Gabarito disponível

Texto-base:
Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas.
Constante dos gases: R = 8 J/(mol·K). Pressão atmosférica ao nível do mar: P₀ = 100 kPa.
Massa molecular do CO₂ = 44 u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g·K).
1 cal = 4×10⁷ erg. Aceleração da gravidade: g = 10,0 m/s².

Assinale a alternativa incorreta dentre as seguintes proposições a respeito de campos gravitacionais de corpos homogêneos de diferentes formatos geométricos:

Selecione uma alternativa A) Num cubo, a linha de ação do campo gravitacional num dos vértices tem a direção da diagonal principal que parte desse vértice. B) Numa chapa quadrada de lado ℓ e vazada no centro por um orifício circular de raio a < ℓ/2, em qualquer ponto dos seus eixos de simetria a linha de ação do campo gravitacional é normal ao plano da chapa. C) Num corpo hemisférico, há pontos em que as linhas de ação do campo gravitacional passam pelo centro da sua base circular e outros pontos em que isto não acontece. D) Num toro, há pontos em que o campo gravitacional é não nulo e normal à sua superfície. E) Num tetraedro regular, a linha de ação do campo gravitacional em qualquer vértice é normal à face oposta ao mesmo.

Resolução comentada

A alternativa incorreta é a B: nos eixos de simetria da chapa o campo está no plano da chapa.

Os eixos de simetria de uma chapa quadrada vazada estão contidos no plano da chapa. Em pontos desses eixos, por simetria, o campo gravitacional aponta ao longo do próprio eixo, isto é, no plano da chapa e não normal a ele. Por isso a afirmação B é incorreta.

Análise das alternativas

A) Correta: a diagonal principal é eixo de simetria que passa pelo vértice. C) Correta: por simetria, o campo no eixo passa pelo centro da base, mas isso não vale para outros pontos. D) Correta: o toro tem pontos, como os da face externa no plano equatorial, em que o campo é não nulo e normal à superfície. E) Correta: o eixo de simetria do tetraedro regular que passa pelo vértice é normal à face oposta.

Referência: Campo gravitacional e simetria.

Resolução comentada do VaiConcursos.