Exercício 2 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2024

2. Na Figura 2, que não está à escala, está representado o movimento do Telescópio Espacial James Webb (JWST) em torno do Sol, numa região exterior à órbita da Terra. A localização nesta região particular permite que o telescópio acompanhe a Terra no seu movimento de translação.

Considere que a Terra e o JWST realizam órbitas circulares em torno do Sol e que podem ser representados pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).

Considere que a Terra e o JWST realizam órbitas circulares em torno do Sol e que podem ser representados pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).

2.1.

Qual dos diagramas seguintes, que não se encontram à escala, pode representar a resultante das forças, $\vec{F}_R$, que atuam na Terra e a aceleração, $\vec{a}$, da Terra durante o seu movimento em torno do Sol?

2.2.

Determine o período de translação do JWST, em dias, tendo em conta o efeito da ação conjunta das forças gravíticas exercidas pelo Sol e pela Terra no telescópio.

Considere que:

a massa do JWST é $6200\text{ kg}$;

a massa da Terra é $5{,}97 \times 10^{24}\text{ kg}$;

o módulo da força gravítica que o Sol exerce no JWST é $36{,}03\text{ N}$;

a distância entre o Sol e a Terra é $1{,}496 \times 10^{11}\text{ m}$;

a distância entre o JWST e a Terra é $1{,}50 \times 10^9\text{ m}$.

Apresente todos os cálculos efetuados.