Órbita Circular

Definição

Órbitas circulares são os tipos mais simples de órbita na mecânica celeste, onde um corpo em órbita permanece em raio constante enquanto viaja em torno de uma massa gravitacional.

O que é uma órbita circular?

Uma órbita circular é o tipo de órbita em que um corpo celeste se move em círculo em torno de outro corpo celeste.

Enquanto desenhos de objetos em órbita geralmente os descrevem em uma órbita circular por razões de simplicidade, as órbitas circulares são realmente muito raras, exigindo uma espécie de tempestade perfeita de circunstâncias para ocorrer.

Em nosso sistema solar, a Terra se aproxima mais de ter uma órbita circular, que é uma das razões pelas quais é habitável, e entre os planetas, Mercúrio tem a menor órbita circular. (Agora que Plutão foi rebaixado, não possui mais o título de “órbita mais excêntrica”).

Os corpos celestes tendem a orbitar em uma elipse, com o objeto em que estão orbitando em um dos pontos focais da elipse. A elipse pode ser muito esticada e alongada, ou mais próxima de um círculo, com o termo “excentricidade” sendo usado para descrever a forma da elipse. Uma órbita com uma excentricidade de zero é uma órbita circular, enquanto uma órbita com uma excentricidade de um seria altamente alongada.

Apenas para referência, a excentricidade da órbita da Terra é 0,0167.

Para que uma órbita circular ocorra, o objeto em órbita deve atingir a velocidade correta e a interação entre o objeto em órbita e o objeto em que ele está orbitando deve permanecer estável. Isso é bastante raro; os satélites lançados da Terra, por exemplo, geralmente têm uma órbita mais elíptica, porque é difícil fazê-los cair em uma órbita perfeitamente circular.

Vários cálculos podem ser usados para determinar a excentricidade de uma órbita e para brincar com variáveis que podem mudar a forma da órbita do objeto. Esses cálculos podem ser usados para analisar dados sobre objetos em outros sistemas solares e no desenvolvimento de planos de missão para satélites e outros objetos lançados da Terra.

A excentricidade da órbita de um objeto pode ter algumas implicações interessantes. Para a Terra, as pequenas mudanças de posição em relação ao Sol desempenham um papel nas estações do ano, mas o fato de a órbita da Terra ser próxima da natureza circular também impede extremos.

Se a Terra tivesse uma órbita mais excêntrica, a variação de temperatura entre as estações poderia ser muito intensa para os organismos se adaptarem, impossibilitando a vida na Terra.

As diferenças na órbita também explicam por que, às vezes, vários objetos celestes se alinham e, outras vezes, não.

O que é movimento circular?

No campo da física, movimento circular é um termo que define o movimento de um objeto de maneira rotativa.

Nesse movimento, um objeto navega em torno de um círculo, como os planetas se movendo ao redor do Sol em cada uma de suas órbitas. O objeto também se move em torno de seu centro a uma distância igual, mas acelera à medida que circula, a fim de manter um movimento circular.

Um elemento importante que torna possível o movimento circular é uma força interior; isso também é chamado de força centrípeta.

De acordo com a Lei do Movimento de Newton, um objeto geralmente requer uma certa força sobre a qual ele se move, acelera e reage. Em movimento circular, a ausência da força centrípeta fará o objeto se mover apenas em uma linha reta, porque não há nada que puxe o objeto para dentro.

Por exemplo, uma pedra amarrada a uma corda pode ser girada continuamente porque a corda puxa a pedra em direção ao centro. A pedra cai direto no chão, no entanto, quando o barbante é cortado.

Um movimento circular tem dois tipos: uniforme e não uniforme. Em movimento uniforme, o objeto viaja a uma velocidade constante. Isso não leva em conta a velocidade do objeto, que é a mudança de velocidade ou direção, porque um objeto em rotação está sempre mudando de direção.

Um movimento circular não uniforme, por outro lado, faz um objeto se mover em velocidades variáveis. A distância entre o objeto e o centro da esfera também muda. A velocidade do objeto aumentará se a distância for menor, enquanto uma distância maior diminui a rotação do objeto. Por exemplo, o seixo anexado à corda girará mais rápido se a corda for mais curta, mas girará mais lentamente se a corda for mais longa.

Isso ocorre porque a força que atua sobre o objeto se torna mais fraca ou mais forte quando a distância é maior ou menor, respectivamente.

Situações cotidianas em que movimentos circulares uniformes e não uniformes se aplicam podem ser encontrados em passeios de carnaval.

Uma roda gigante viaja em um movimento uniforme porque se move a uma velocidade constante e mantém a mesma distância do centro. A montanha-russa, por outro lado, é um bom exemplo de movimento não uniforme, onde os carros sobem mais devagar do que quando estão caindo. O tamanho dos círculos que os carros percorrem também explica a mudança de velocidade.

Órbita circular

Fonte: brilliant.org/www.khanacademy.org/news.mit.edu/www.wisegeek.org/hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/www.aerospaceweb.org