FísicaMedio1 pts
Satélites, órbitas y leyes de Kepler
Castilla y León · 2023 · Junio
Enunciado
Un satélite artificial de describe una órbita circular alrededor de la Tierra. La gravedad en un punto de su órbita es la mitad que la gravedad en la superficie terrestre. Determine el valor de su energía cinética y potencial.
Datos (de la tabla de constantes del examen): ; .
Datos (de la tabla de constantes del examen): ; .
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Resultado
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1
Estrategia
La gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia al centro de la Tierra, así que fija el radio de la órbita: . En la órbita circular, la fuerza gravitatoria es la centrípeta, de donde ; con eso, y .
2
Desarrollo
Radio de la órbita. Como y :(El satélite está a de altura.) En la órbita, la gravedad vale .
Energía cinética. La fuerza gravitatoria hace de fuerza centrípeta, , luego :Energía potencial (origen en el infinito). Como :Se cumple , como en toda órbita circular, y la energía mecánica es : negativa, el satélite está ligado a la Tierra.
(Con y de la tabla en lugar de y saldría y : la pequeña diferencia viene de que los datos de la tabla no casan exactamente.)
Energía cinética. La fuerza gravitatoria hace de fuerza centrípeta, , luego :Energía potencial (origen en el infinito). Como :Se cumple , como en toda órbita circular, y la energía mecánica es : negativa, el satélite está ligado a la Tierra.
(Con y de la tabla en lugar de y saldría y : la pequeña diferencia viene de que los datos de la tabla no casan exactamente.)
3
Consejo
«La gravedad es la mitad» no significa que la altura sea la mitad del radio: g va con 1/r², así que r se multiplica por √2, y r se mide desde el centro de la Tierra.
Comprueba siempre que Ep = −2Ec en una órbita circular: es un control rápido de las cuentas.
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