FísicaFácilCuestión · 1 pts

Campo y potencial gravitatorio

Castilla-La Mancha · 2023 · Julio
Enunciado
Si se redujera a la mitad el volumen de la Tierra y perdiese la mitad de su masa, ¿cómo se vería afectada la aceleración de la gravedad en su superficie?
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Resultado
  g′=g23=0,794 g≈7,8 m/s2  \boxed{\;g' = \frac{g}{\sqrt[3]{2}} = 0{,}794\,g \approx 7{,}8\ \text{m/s}^2\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

La gravedad en la superficie es g0=GM/R2g_0 = GM/R^2. Hay que expresar el nuevo radio a partir del nuevo volumen (V∝R3V \propto R^3) y comparar con un cociente.
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Desarrollo

Si el volumen se reduce a la mitad:43πR′3=12⋅43πR3⟹R′=R23\frac{4}{3}\pi R'^3 = \frac12\cdot\frac43\pi R^3 \quad\Longrightarrow\quad R' = \frac{R}{\sqrt[3]{2}}Con M′=M/2M' = M/2:g′g=M′M(RR′)2=12⋅22/3=2−1/3=0,794\frac{g'}{g} = \frac{M'}{M}\left(\frac{R}{R'}\right)^2 = \frac12\cdot 2^{2/3} = 2^{-1/3} = 0{,}794La gravedad en la superficie disminuiría hasta el 79,4 %79{,}4\,\% de su valor actual, unos 7,8 m/s27{,}8\,\text{m/s}^2: pierde masa en mayor proporción de lo que se acerca la superficie al centro.
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Consejo

Cuidado con «la mitad del volumen»: el radio no se reduce a la mitad, sino en un factor 23\sqrt[3]{2}.
Paso 1 de 3
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