Questão do ENEM 2022

Ciências da Natureza · habilidade 3Caderno Azul · Questão 123

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?

Alternativa A: Eles se moveriam em órbitas espirais, aproximando-se sucessivamente do Buraco Negro.
Justificativa
Esta alternativa está errada. Órbitas espirais, com aproximação progressiva, exigiriam perda de energia, por exemplo por atrito. Não há esse efeito aqui, pois a força gravitacional depende da massa e da distância, que não mudaram.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa B: Eles oscilariam aleatoriamente em torno de suas órbitas elípticas originais.
Justificativa
Esta alternativa está errada. Oscilações aleatórias exigiriam uma força perturbadora variável. A força gravitacional do corpo central permanece a mesma e as órbitas continuam regulares.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa C: Eles se moveriam em direção ao centro do Buraco Negro.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O buraco negro tem a mesma massa do Sol e o horizonte de eventos de apenas 3,0 km. Os planetas estão a distâncias muito maiores, onde a atração gravitacional é a mesma de antes, e não passam a cair em direção ao centro.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa D: Eles passariam a precessionar mais rapidamente.
Justificativa
Esta alternativa está errada. A precessão das órbitas depende da massa central e da distância, que são as mesmas. Assim, ela não passa a ser mais rápida com a substituição.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa E: Eles manteriam suas órbitas inalteradas. gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. A força gravitacional sobre cada planeta depende da massa do corpo central e da distância ao centro. Como o buraco negro tem a mesma massa do Sol e os planetas estão muito além do horizonte de eventos de 3,0 km, a atração permanece a mesma. Logo, as órbitas ficam inalteradas.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

Comentários do professor

Ainda sem comentário cadastrado.

Comentários de alunos

Entre com uma conta matriculada em turma para ver e postar comentários.

Fonte e auditoria

Código INEP: 87998
Código da prova: 1085
Arquivo do PDF: ENEM_2022_P1_CAD_07_DIA_2_AZUL.pdf