Questão 123 do Enem 2022 comentada

Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Física · Gravitação. Tente responder antes de abrir o gabarito.

  • Enem 2022
  • 2º dia
  • Natureza
  • Física
  • Gravitação
  • Habilidade H3
  • Dificuldade média

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?

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Gabarito oficial (INEP): E

A força gravitacional que um corpo exerce depende apenas da sua massa e da distância ao centro de massa. Como o Sol foi substituído por um Buraco Negro de mesma massa, o campo gravitacional fora da região central permanece idêntico. Os planetas continuam orbitando sob a mesma força, e suas órbitas não se alteram. O raio de 3,0 km do horizonte de eventos é muito menor que a distância Terra-Sol (cerca de 1,5 × 10⁸ km), então a mudança não atinge os planetas de forma relevante.

  • A e C: espirais e queda em direção ao centro exigiriam perda de energia ou forças adicionais, que não existem aqui.
  • B: não há oscilação aleatória, pois a força central continua a mesma.
  • D: a precessão depende da distribuição de massa e de efeitos relativísticos, que aqui praticamente não mudam para os planetas.

Dica Enem: em questões sobre buracos negros, lembre que, fora do horizonte de eventos, um buraco negro atrai como qualquer corpo de mesma massa. A diferença só aparece perto dele.

Conceitos cobrados: Lei da gravitação universal de Newton; Dependência da força gravitacional apenas da massa e da distância; Noções de buracos negros e horizonte de eventos.

Comentário gerado por IA a partir do gabarito oficial e revisado automaticamente; pode conter erros — o gabarito do INEP prevalece. Dificuldade pelo parâmetro b divulgado pelo INEP nos microdados: 1,78.

Fonte: Prova oficial do Enem (INEP), ano 2022, 2º dia, questão 123.
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