Se a gravidade da Terra puxa tudo em direção à Terra, como os satélites podem permanecer lá em cima sem cair em direção à Terra?
A resposta é que os satélites orbitam a Terra. Eles têm a velocidade correta em relação à posição da Terra e à força gravitacional.
Um satélite tem uma velocidade distante da Terra, mas não perpendicular à superfície da Terra. A velocidade persistirá por muito tempo, pois praticamente não há atrito no espaço.
A gravidade da Terra puxará o satélite em direção à Terra. Por outro lado, o satélite está em movimento longe da Terra. Se a velocidade estiver na quantidade e direção certas, a espaçonave orbitará a Terra. Em outras palavras, ele não cairá em direção à Terra nem continuará indo mais longe.
A altitude e a forma orbital dependem da velocidade e direção do satélite. Quanto mais longe o satélite, menor a força gravitacional exercida pela Terra e menor a velocidade orbital.
No quadro de referência do satélite, o satélite e outros objetos que orbitam com ele são afetados por uma força centrífuga afastada da Terra. Em uma órbita circular, a força centrífuga é na mesma quantidade que a força gravitacional exercida pela Terra, mas com a direção oposta. Como resultado, um satélite e tudo o que orbita com ele não sentirão uma aceleração “descendente”. Um astronauta na ISS, por exemplo, flutuará e não poderá andar como na superfície da Terra.
Um equívoco popular é que não há gravidade em órbita. Na verdade, a gravidade da Terra não é muito menor do que na superfície da Terra. Os astronautas sentem falta de peso porque estão em queda livre. Ou na referência de quadro do satélite, ele tem a força centrífuga que controla o efeito da gravidade.
As explicações acima tratam do caso de um satélite orbitando a Terra, mas o mesmo conceito também é aplicável a todos os casos de um corpo orbitando outro corpo.
Referências
- Orbit – Wikipedia
- Orbits – mso.anu.edu.au
- Does centrifugal force hold the Moon up? – math.ucr.edu