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Questão 115

ENEM 2022, Ciências da Natureza Dificuldade: Difícil Favoritar

Um Buraco Negro é um corpo celeste que possui uma grande quantidade de matéria concentrada em uma pequena região do espaço, de modo que sua força gravitacional é tão grande que qualquer partícula fica aprisionada em sua superfície, inclusive a luz. O raio dessa região caracteriza uma superfície-limite, chamada de horizonte de eventos, da qual nada consegue escapar. Considere que o Sol foi instantaneamente substituído por um Buraco Negro com a mesma massa solar, de modo que o seu horizonte de eventos seja de aproximadamente 3,0 km.

SCHWARZSCHILD, K. On the Gravitational Field of a Mass Point According to Einstein’s Theory. Disponível em: arxiv.org. Acesso em: 26 maio 2022 (adaptado).

Após a substituição descrita, o que aconteceria aos planetas do Sistema Solar?

Ver gabarito e resolução

Em resumo: A gravidade depende da massa e da distância; com a mesma massa do Sol, as órbitas dos planetas não mudariam.

Gabarito oficial: alternativa E.

Resolução

A questão pede o que aconteceria aos planetas se o Sol virasse um buraco negro com a mesma massa.

Pela lei da gravitação, a força sobre um planeta depende da massa do Sol e da distância entre eles: F = \dfrac{G M m}{d^2}. O buraco negro tem a mesma massa e está no mesmo lugar. Para os planetas, distantes milhões de quilômetros, a força continua a mesma, e as órbitas ficam inalteradas. Só mudaria a falta de luz e calor.

Alternativas

  • A) Errada. A força é a mesma; não há motivo para espirais.
  • B) Errada. Não haveria oscilações aleatórias.
  • C) Errada. Os planetas não cairiam no buraco negro.
  • D) Errada. A precessão não mudaria, porque a força é a mesma.
  • E) Correta. Com a mesma massa, as órbitas continuam iguais.

Logo, a resposta é a alternativa E.

Fonte: INEP/MEC.

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