ENEM 2022 — Questão 102: Ciências da Natureza

Resolução comentada da questão 102 do ENEM 2022

Resolução

Para entender o que aconteceria com os planetas do Sistema Solar se o Sol fosse substituído por um buraco negro de mesma massa, é fundamental compreender o conceito de força gravitacional. A gravidade de um corpo celeste depende de sua massa e da distância entre ele e os objetos que orbitam ao seu redor. No caso do Sol e do buraco negro, como ambos possuem a mesma massa, a força gravitacional que atua sobre os planetas seria a mesma, desde que eles permanecessem na mesma distância.

Os planetas do Sistema Solar estão em órbita ao redor do Sol devido à força gravitacional que ele exerce sobre eles. Se o Sol fosse instantaneamente substituído por um buraco negro, a força gravitacional que os planetas sentiriam não mudaria, pois a massa do buraco negro é idêntica à do Sol. Portanto, os planetas continuariam a se mover em suas órbitas originais, mantendo suas trajetórias inalteradas.

Por que as outras alternativas estão erradas

(A) Esta alternativa está errada porque os planetas não se moveriam em órbitas espirais em direção ao buraco negro. A força gravitacional permanece a mesma, e, portanto, não haveria um movimento espiral em direção ao buraco negro.

(B) A alternativa está incorreta, pois os planetas não oscilariam aleatoriamente em torno de suas órbitas. A gravidade do buraco negro, sendo equivalente à do Sol, não causaria oscilações aleatórias, mas sim a manutenção das órbitas elípticas.

(C) Esta alternativa é errada, pois os planetas não se moveriam em direção ao centro do buraco negro. A gravidade que eles experimentam não mudaria, e, portanto, não haveria uma atração que os fizesse se aproximar do buraco negro.

(D) A alternativa está incorreta, já que a precessão das órbitas dos planetas não aumentaria. A precessão é um fenômeno que ocorre devido a perturbações na gravidade, mas, neste caso, a gravidade do buraco negro é a mesma que a do Sol, resultando em órbitas estáveis.

(E) Esta é a alternativa correta — ver acima.

Conceito-chave para revisar

A questão testa o entendimento sobre a força gravitacional e como ela é afetada pela massa dos corpos celestes. Para aprofundar-se, estude a Lei da Gravitação Universal de Newton e a teoria da relatividade de Einstein, que explicam como a gravidade atua em diferentes contextos, especialmente em situações envolvendo buracos negros.