FísicaFácilCuestión · 1 pts

Satélites, órbitas y leyes de Kepler

Castilla-La Mancha · 2013 · Junio · Opción A
Enunciado
Dos planetas describen órbitas circulares en torno a una estrella de masa muy grande en comparación con ambos planetas. El planeta más cercano está a una distancia RR de la estrella y tarda un mes en completar su órbita. El planeta más lejano se encuentra a una distancia 2R2R. ¿Cuánto tarda este último en describir una órbita completa? Responder razonadamente.
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Resultado
  T2=22 meses≈2,83 meses  \boxed{\;T_2 = 2\sqrt 2\ \text{meses}\approx 2{,}83\ \text{meses}\;}
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Estrategia

Tercera ley de Kepler: para planetas que giran alrededor de la misma estrella, T2/r3T^2/r^3 es constante.
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Desarrollo

T22(2R)3=T12R3⟹T2=T1 23/2=22 meses=2,83 meses\frac{T_2^2}{(2R)^3} = \frac{T_1^2}{R^3} \quad\Longrightarrow\quad T_2 = T_1\,2^{3/2} = 2\sqrt 2\ \text{meses} = 2{,}83\ \text{meses}La justificación: la gravedad es la fuerza centrípeta, GMm/r2=m 4π2r/T2GMm/r^2 = m\,4\pi^2r/T^2, de donde T2=(4π2/GM) r3T^2 = (4\pi^2/GM)\,r^3, con la misma constante para los dos planetas.
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Consejo

Duplicar el radio no duplica el periodo: lo multiplica por 23/2≈2,832^{3/2}\approx 2{,}83.
Paso 1 de 3
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