FísicaFácil1 pts
Campo y potencial gravitatorio
Castilla y León · 2020 · Julio
Enunciado
Razone si es verdadera o falsa la siguiente afirmación: «Para dos planetas de igual masa, pero diferente densidad media, la velocidad de escape desde la superficie es mayor para el planeta que tiene la menor densidad media».
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Resultado
Falsa: a igual masa, es mayor en el planeta más denso (menor radio); .
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1
Estrategia
Se deduce la velocidad de escape con la conservación de la energía: depende de la masa y del radio del planeta. A igual masa, la densidad solo cambia el radio: el planeta menos denso es más grande. Basta con ver cómo depende del radio (o de la densidad).
2
Desarrollo
Falsa. Con igual masa, el planeta menos denso tiene la velocidad de escape menor, no mayor.
La velocidad de escape es la mínima que hay que comunicar a un cuerpo en la superficie para que llegue al infinito con velocidad nula. Por conservación de la energía mecánica (con en el infinito):Con fija, es inversamente proporcional a . La densidad media es , de donde:A igual masa, menor densidad significa mayor radio: la misma masa ocupa más volumen. Sustituyendo:La velocidad de escape crece con la densidad. El planeta menos denso tiene la superficie más lejos del centro, el campo y el potencial allí son menores en valor absoluto () y hace falta menos energía para escapar.
La velocidad de escape es la mínima que hay que comunicar a un cuerpo en la superficie para que llegue al infinito con velocidad nula. Por conservación de la energía mecánica (con en el infinito):Con fija, es inversamente proporcional a . La densidad media es , de donde:A igual masa, menor densidad significa mayor radio: la misma masa ocupa más volumen. Sustituyendo:La velocidad de escape crece con la densidad. El planeta menos denso tiene la superficie más lejos del centro, el campo y el potencial allí son menores en valor absoluto () y hace falta menos energía para escapar.
3
Consejo
En un «verdadero o falso» de planetas, escribe la magnitud en función de y y luego traduce la condición del enunciado (igual masa, distinta densidad) a una relación entre radios. Así la conclusión sale sola y queda justificada.
Paso 1 de 3
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