Qual das seguintes simulações no aplicativo de software permitiria aos alunos observar o efeito da velocidade inicial em uma órbita elíptica?
(A) -
simulação da queda livre de um objeto na terra
(B) -
simulação do movimento de um projétil lançado em diferentes ângulos e velocidades iniciais
(C) -
simulação do movimento de um planeta ao redor do sol, variando a distância inicial e a velocidade inicial
(D) -
simulação da expansão do universo, variando a taxa de expansão e observando o movimento das galáxias
(E) -
simulação do movimento de dois planetas com diferentes massas orbitando o sol
Explicação
Em uma órbita elíptica, a velocidade inicial do planeta afeta a excentricidade da elipse. uma velocidade inicial maior resulta em uma elipse mais alongada, enquanto uma velocidade inicial menor resulta em uma elipse mais circular. a simulação descrita na alternativa (c) permitiria aos alunos observar essa relação.
Análise das alternativas
- (a) simulação da queda livre de um objeto na terra: não permite observar o efeito da velocidade inicial em uma órbita.
- (b) simulação do movimento de um projétil lançado em diferentes ângulos e velocidades iniciais: embora observe a velocidade inicial, não permite observar o efeito em uma órbita elíptica.
- (c) simulação do movimento de um planeta ao redor do sol, variando a distância inicial e a velocidade inicial: permite observar o efeito da velocidade inicial em uma órbita elíptica.
- (d) simulação da expansão do universo, variando a taxa de expansão e observando o movimento das galáxias: não permite observar o efeito da velocidade inicial em uma órbita elíptica.
- (e) simulação do movimento de dois planetas com diferentes massas orbitando o sol: permite observar o efeito da massa, mas não da velocidade inicial em uma órbita elíptica.
Conclusão
As simulações de movimentos planetários são ferramentas valiosas para ajudar os alunos a entenderem os conceitos de gravitação e movimento orbital. ao observar os efeitos da velocidade inicial e outros parâmetros nessas simulações, os alunos podem desenvolver uma compreensão mais profunda das leis que governam os movimentos dos objetos no espaço.