Questão de Física — Dinâmica — CESPE / CEBRASPE 2026

Satélites em órbita: por que não caem?

Gabarito: letra E. Os satélites artificiais não caem sobre a Terra porque sua velocidade tangencial é alta o suficiente para que a trajetória curva que descrevem acompanhe a curvatura da Terra — a força gravitacional, que atua como força centrípeta, apenas desvia continuamente a direção da velocidade, mantendo o satélite em órbita. As demais alternativas apresentam concepções equivocadas sobre a gravidade e as forças envolvidas.

A ideia central é que um satélite em órbita está em queda livre contínua: ele "cai" em direção à Terra, mas, por causa de sua velocidade tangencial, a superfície terrestre se curva na mesma proporção, de modo que ele nunca atinge o solo. A força da gravidade não desaparece no espaço — ela é a própria força que mantém o satélite em órbita, atuando como força centrípeta. Se a gravidade deixasse de existir, o satélite, por inércia, seguiria em linha reta, tangente à trajetória, como ilustra o exemplo clássico do barbante que se rompe: o corpo sai pela tangente.

A confusão mais comum é achar que "fora da atmosfera" significa "fora da gravidade" ou que existe uma força extra (como empuxo) segurando o satélite. Na verdade, a única força relevante é a atração gravitacional, e a órbita é o resultado do equilíbrio dinâmico entre a inércia do movimento tangencial e a atração central.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que os satélites estão fora do alcance da gravidade terrestre. Errado: a gravidade se estende infinitamente (decai com o quadrado da distância, mas nunca zera). Na altitude de um satélite, a aceleração da gravidade ainda é significativa — por exemplo, a cerca de 400 km de altitude, g ≈ 8,7 m/s², apenas ~11% menor que na superfície. A gravidade é justamente a força que mantém o satélite em órbita.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que a força centrípeta é maior que a força gravitacional. Errado: em uma órbita circular estável, a força centrípeta é a força gravitacional — elas são a mesma força, não duas forças que se comparam. Não há "excesso" de força centrípeta; se houvesse, o satélite espiralaria para dentro ou para fora. A condição de órbita é $F_{grav} = F_{cp}$.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Afirma que a força de empuxo os mantém em órbita. Errado: empuxo é uma força que surge em fluidos (líquidos ou gases) devido à diferença de pressão, e é relevante para corpos imersos ou flutuando. No vácuo do espaço, não há fluido para gerar empuxo. A força que age sobre o satélite é exclusivamente a gravitacional.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que eles não sofrem ação da gravidade. Errado: é o mesmo equívoco da alternativa A. O satélite está sob ação da gravidade — é ela que o mantém em órbita. A sensação de "ausência de peso" (imponderabilidade) ocorre porque o satélite e tudo dentro dele estão em queda livre, mas a força gravitacional continua atuando.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Afirma que a velocidade tangencial cria uma trajetória curva que acompanha a curvatura da Terra. Correto: essa é a explicação física adequada. A velocidade tangencial (perpendicular à força gravitacional) faz o satélite "desviar" da queda vertical, e a curvatura da trajetória coincide com a curvatura da Terra, resultando em uma órbita fechada. Matematicamente, a condição é $v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$, em que $G$ é a constante gravitacional, $M$ a massa da Terra e $r$ a distância do centro da Terra ao satélite.

Gabarito: letra E