FísicaFácilCuestión · 1 pts

Satélites, órbitas y leyes de Kepler

Castilla-La Mancha · 2016 · Junio · Opción A
Enunciado
¿A qué se refiere el concepto de velocidad de escape desde la superficie de un planeta? Deducir su expresión a partir de consideraciones de energía.
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Resultado
  ve=2GMR  \boxed{\;v_e = \sqrt{\frac{2GM}{R}}\;}
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Estrategia

La velocidad de escape es la mínima que hay que dar a un cuerpo para que llegue al infinito con velocidad nula. Se aplica conservación de la energía mecánica entre la superficie y el infinito.
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Desarrollo

Es la velocidad mínima con la que hay que lanzar un cuerpo desde la superficie de un planeta (de masa MM y radio RR) para que se aleje indefinidamente de él, sin volver a caer. «Mínima» significa que llega al infinito con velocidad nula, es decir, con energía mecánica total igual a cero.

Conservación de la energía entre la superficie y el infinito (Ep=0E_p = 0 y Ec=0E_c = 0 allí):12mve2−GMmR=0⟹ve=2GMR=2g0R\frac{1}{2}mv_e^2 - \frac{GMm}{R} = 0 \quad\Longrightarrow\quad v_e = \sqrt{\frac{2GM}{R}} = \sqrt{2g_0R}No depende de la masa del cuerpo lanzado ni de la dirección del lanzamiento (si se desprecia el rozamiento con la atmósfera).
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Consejo

«Escapar» equivale a energía mecánica total ≥0\geq 0: si es negativa, el cuerpo queda ligado al planeta.
Paso 1 de 3
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