Questões de Física - Gravitação Universal para Concurso

O movimento de precessão do eixo da Terra, conhecido como precessão dos equinócios, é causado pelo torque gerado pela atração gravitacional do Sol, que é possível devido ao 

Considere dois satélites artificiais em órbitas circulares em torno da Terra: o satélite (I) em uma órbita de raio R, e o satélite (II), em uma órbita de raio 4R.
Sendo assim, enquanto o satélite (II) dá uma volta completa em torno da Terra, o número de voltas completas que o satélite (I) dá em torno da Terra é igual a

   A balança de torção de Cavendish é usada para determinar o valor da constante gravitacional. Ela consiste de duas esferas pequenas de mesma massa (m) fixadas em posições diametralmente opostas a uma haste leve e rígida no formato de T invertido. A haste é sustentada verticalmente por um fio, o que permite a rotação da haste em torno de seu eixo longitudinal, que também é um eixo de simetria. Quando duas outras esferas maiores de massa M são aproximadas das esferas menores, é observada uma pequena torção na balança. O ângulo de torção é medido com o auxílio de um sistema composto por um feixe de laser e um espelho fixado ao eixo vertical da haste, assim como ilustrado na figura abaixo. Se necessário considere G = 6,67 x 10^-11 N.m²/kg², adote a aproximação: 6,67 = 20/3


Figura: Diagrama da balança de Cavendish descrita. Fonte: wikipedia commons.
Suponha que a massa das esferas maiores seja M = 2kg  e das esferas menores seja m = 10g, que o comprimento do braço horizontal da haste seja L = 40,0 cm e que a distância de afastamento entre os centros de massa das esfera pequenas e grandes seja r = 2,0cm. Assinale a alternativa que apresenta o torque resultante sobre o sistema composto pela haste e as esferas pequenas, em relação ao eixo de rotação da balança.

Considerando para a aceleração da gravidade o valor de aproximadamente 9,8 m/s² , que a largura da calha é cerca de 10 vezes menor que o diâmetro da esfera e que o centro de massa desloca verticalmente 35 cm na calha e depois mais 1,0 m após o lançamento horizontal, assinale a alternativa que apresenta o valor que melhor se aproxima do alcance (deslocamento horizontal após o lançamento, em relação ao ponto que a esfera deixa de ter contato com o aparato).