De acordo com a Lei Universal da Gravitação, proposta por Isaac Newton, a intensidade da força gravitacional F que a Terra exerce sobre um satélite em órbita circular é proporcional à massa m do satélite e inversamente proporcional ao quadrado do raio r da órbita, ou seja,

começar estilo tamanho matemático 14px reto F espaço igual a espaço km sobre reto r ao quadrado fim do estilo

No plano cartesiano, três satélites, A, B e C, estão representados, cada um, por um ponto (m ; r) cujas coordenadas são, respectivamente, a massa do satélite e o raio da sua órbita em torno da Terra.

Com base nas posições relativas dos pontos no gráfico, deseja-se comparar as intensidades FA, FB e FC da força gravitacional que a Terra exerce sobre os satélites A, B e C, respectivamente.

As intensidades FA, FB e FC expressas no gráfico satisfazem a relação

  • a

    FC = FA < FB

  • b

    FA = FB < FC

  • c

    FA < FB < FC

  • d

    FA < FC < FB

  • e

    FC < FA < FB.

Pela relação estabelecida, nota-se que a força gravitacional F é inversamente proporcional ao quadrado do raio.
Assim,
m com A subscrito espaço igual a m com c subscrito espaço e espaço r com C subscrito espaço maior que espaço r com A subscrito espaço seta dupla para a direita espaço F com c subscrito espaço menor que espaço F com A subscrito espaço parêntese esquerdo I parêntese direito

Além disso, F é diretamente proporcional à massa m do satélite. Assim:

m com A subscrito espaço menor que m com B subscrito espaço e espaço r com A subscrito espaço igual a espaço r com B subscrito espaço seta dupla para a direita espaço F com A subscrito espaço menor que espaço F com B subscrito espaço parêntese esquerdo I I parêntese direito
De (I) e (II) tem-se que  F com C subscrito espaço menor que espaço F com A subscrito espaço menor que espaço F com B subscrito