Experimento virtual. 2. A montanha de Newton

Pintura de Isaac Newton (1643-1727), extraída do site http://astro.if.ufrgs.br/newton/index.htm.

Continuando a nossa série de apresentação de experimentos virtuais de Física, destacamos a “Montanha de Newton”. Visite o site

http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/Applets/newt/newtmtn.html. Este é um experimento virtual impossível de ser realizado em laboratório, mas apenas idealizado. Essa, aliás, é uma das características positivas dos experimentos virtuais capazes de simular tanto fenômenos simples, facilmente realizáveis em laboratório, quanto fenômenos complexos, impossíveis de serem realizados em laboratório.
Do alto de uma montanha, você lança horizontalmente um objeto com velocidade crescente. É claro que se essa velocidade de lançamento do objeto for nula, equivale a soltar o objeto que cai na na cireção do centro da Terra. A experiência mostra que quanto maior a velocidade de lançamento, mais longe é o alcance do objeto. Até onde vai esse alcance? Segundo Newton, existe uma velocidade cujo alcance do objeto é suficiente para ele dar a volta completa na Terra e chegar até você no alto da montanha. Aumentando ainda mais a velocidade de lançamento o objeto pode escapar da Terra. Esse objeto poderia ser um satélite a ser posto em órbita ao redor da Terra. A altura da montanha somada ao raio da Terra seria o raio da órbita do satélite. A simulação não leva em conta o efeito do atrito do ar atmosférico sobre o objeto. Experimente!
Um segundo applet, relacionado a este, é apresentado no site

http://www.colorado.edu/physics/2000/applets/satellites.html. É um jogo de colocar um asteróide em órbita ao redor da Terra ou da Lua. O Cenário é, pois, a Lua orbitando a Terra. Cada vez que você clica com o mause você cria um asteróide que se movimenta devido à atração gravitacional da Terra e da Lua (a força gravitacioal é sempre atrativa!), entrando em órbita ou não em torno da Terra ou da Lua. Além de clicar com o mause você pode arrastar ligeiramente o mause para atribuir uma certa velocidade inicial ao asteróide, na direção que você desejar. Experimente diferentes direções.

Procure explorar os conceitos físicos relacionados, ilustrados no experimento anterior, da Montanha de Newton. Observe também a trajetória elíptica de muitos meteoros (Primeira lei de Kepler) e o comportamento de sua velocidade quando está próximo ou afastado da Terra (Segunda lei de Kepler). Sobre o cientista alemão Johannes Kepler (1571-1630) e as leis de Kepler, recomendamos o site

http://www.on.br/site_edu_dist_2006/pdf/modulo1/johannes-kepler.pdf, mas seguramente você encontra na Internet vasto material sobre as leis de Kepler e da gravitação Newton, assuntos relacionados a esses dois experimentos virtuais.
Após esses experimentos, você percebe então porque uma maçã cai da árvore, mas a Lua não cai sobre a Terra? Essa é uma questão que intriga muitos alunos.