Revista Brasileira de Ensino de Física (Oct 2022)

O critério de estabilidade de Rayleigh para órbitas circulares em gravitação newtoniana e relatividade geral

  • Luiz H. R. Daniel,
  • Ronaldo S. S. Vieira

DOI
https://doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2022-0247
Journal volume & issue
Vol. 44

Abstract

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O estudo de órbitas circulares sob a ação de forças centrais ou em espaços-tempos esfericamente simétricos é assunto bastante abordado em cursos introdutórios de mecânica clássica e de relatividade geral, respectivamente. A estabilidade dessas órbitas é comumente apresentada por meio da análise de máximos e mínimos do potencial efetivo para diversos valores distintos de momento angular. Apresentamos neste artigo, de forma didática, o critério de estabilidade de Rayleigh, que permite uma análise equivalente à do comportamento do potencial efetivo porém mais prática, levando em conta o comportamento de uma única função: o momento angular de órbitas circulares em função do raio. Argumentamos que esse critério, que geralmente não é apresentado nas disciplinas mencionadas acima, pode ser naturalmente incluído nas respectivas ementas, enriquecendo o aprendizado dos alunos.

Keywords