EXAMEN FÍSICA 2º BACHILLERATO – TEMA 1: CAMPO GRAVITATORIO
OPCIÓN A
Cuestión 1.-
a) Desde la superficie de la Tierra se lanza verticalmente
hacia arriba un objeto con una velocidad v. Si se desprecia el rozamiento,
calcule el valor de v necesario para que el objeto alcance una altura igual al
radio de la Tierra
b) Si se
lanza el objeto desde la superficie de la Tierra con una velocidad doble a la
calculada en el apartado anterior ¿escapará o no del campo gravitatorio
terrestre?
Datos: Constante de Gravitación G =
6,67 × 10-11 N · m2 · kg-2
Masa de la Tierra MT = 5,98 × 1024 kg
Radio medio de la Tierra RT = 6370 km
Cuestión 2.-
Llamando g0 a la intensidad
de campo gravitatorio determine en
función del radio de la Tierra la altura sobre la superficie terrestre a la
cual la intensidad de campo gravitatorio
es g0/2
Cuestión 3.- Sabiendo que la aceleración de la gravedad en
un movimiento de caída libre en la superficie de la Luna es un sexto de la
aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra y que el radio de la
Luna es aproximadamente 0,27 RT (siendo RT el radio
terrestre), calcule:
a) La
relación entre las densidades medias Dluna/
Dtierra
b) La
relación entre las velocidades de escape de un objeto desde sus respectivas
superficies
VeLuna /VeTierra
Problema 1.-
La velocidad angular con la que un satélite describe una órbita circular en
torno al planeta Venus es ω1= 1,45· 10-4
rad/s y su momento angular respecto al centro de la órbita es L1 =
2,2· 1012 kg· m2.s-1. El momento angular o
cinético se define (2º ley de kepler) como mvr.
a) Determine
el radio r1 de la órbita del satélite y su masa.
b) ¿Qué
energía sería preciso invertir para cambiar a otra órbita circular con velocidad
angular ω2 = 10-4 rad/s?
Datos: Constante de Gravitación
Universal G = 6,67· 10-11N·m2·kg-2
Masa de Venus Mv =4,87· l024 kg
Problema 2.-
Un planeta esférico tiene 3200 km de radio y la aceleración de la gravedad en
su superficie es 6,2 m/s2. Calcule:
a) La
densidad media del planeta y la velocidad de escape desde su superficie.
b) La
energía que hay que comunicar a un objeto de 50 kg de masa para lanzarlo desde
la superficie del planeta y ponerlo en órbita circular alrededor del mismo de
forma que su periodo sea de 2 horas.
Datos: Constante de Gravitación G = 6,67 × 10-11
N · m2 · kg-2
Cuestión 1.-
Plutón describe una órbita elíptica alrededor del Sol. Indique para cada una de
las siguientes magnitudes si su valor es mayor, menor o igual en el afelio
(punto más alejado del Sol) comparado con el perihelio (punto más próximo al
Sol):
a) momento
angular respecto a la posición del Sol
b) momento
lineal (cantidad de movimiento mv)
c) energía
potencial
d) energía mecánica.
Cuestión 2.-
Cuatro masas puntuales idénticas de 6 kg cada una están situadas en los
vértices de un cuadrado de lado igual a 2 m. Calcule:
a) El campo
gravitatorio que crean las cuatro masas en el centro de cada lado del cuadrado.
Cuestión 3.-
a) ¿Con qué
frecuencia angular debe girar un satélite de comunicaciones, situado en una
órbita ecuatorial, para que se encuentre siempre sobre el mismo punto de la
Tierra?
b) ¿A qué
altura sobre la superficie terrestre se encontrará el satélite citado en el
apartado anterior?
Problema 1.-
Fobos es un satélite de Marte que gira en una órbita circular de 9380 km de
radio, respecto al centro del planeta, con un periodo de revolución de 7,65
horas. Otro satélite de Marte, Deimos, gira en una órbita de 23460 km de radio.
Determine:
a) La masa
de Marte.
b) El
período de revolución del satélite Deimos.
c) La
energía mecánica del satélite Deimos.
d) El módulo
del momento angular de Deimos respecto al centro de Marte.
Datos: Constante
de Gravitación Universal G; Masa de Fobos = 1,1×1016 kg
Masa de Deimos = 2,4×1015 kg
Problema 2.-
La nave espacial Discovery, lanzada en octubre de 1998, describía en torno a la
Tierra una órbita circular con una velocidad de 7,62 km · s -1.
a) ¿A qué
altitud se encontraba?
b) ¿Cuál era
su período? ¿Cuántos amaneceres contemplaban cada 24 horas los astronautas que
viajaban en el interior de la nave?
Datos:
Constante de Gravitación G; Masa de la Tierra MT = 5,98 × 1024 kg
Radio medio de la Tierra RT = 6370 km
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