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Campo gravitatorio

1. Sabiendo que la masa aproximada de la Luna es 6’7´1022 kg y su radio 16´105 metros. Calcular:

a) la distancia que recorrerá en un segundo un cuerpo que se deja caer con una velocidad inicial nula en un punto próximo a la superficie de la Luna.
b) El período de oscilación, en la superficie lunar, de un péndulo cuyo período en la Tierra es de 1 s.

Nota: Constante de la Gravitación Universal. G = 6’67×10-11 Nm2/kg2

Rta.: 0’88 m; 2’4 s (P.A.U. Jun 92)

2. ¿Donde tendrá más masa una pelota de tenis, en la Tierra o en la Luna? ¿Donde pesará más?

(P.A.U.)

3. Suponiendo que la Luna gira alrededor de la Tierra con un período de 27 días, a una distancia de 3’8×108m, calcular:
a) la masa de la Tierra;
b) ¿Cuánta energía se necesita para separar, una distancia infini­ta, la Luna de la Tierra, si la masa de la Luna es ML = 7’34×1022 kg?

Rta.: 5’93×1024 kg; 3’82×1030 J (P.A.U. Jun 92)

4. Un satélite de 2000 kg de masa gira alrededor de la Tierra con una órbita circular de radio 6’6´106 m. El radio medio de la Tierra es 6’4´106 m y su masa es 5’98´1024 kg.
a) Determinar el período del satélite.
b) ¿Cuál es la energía total mínima que debe aplicarse al satélite para llevarlo a una distancia “infinita” de la Tierra?

Rta.: 88’9 min, 6’04´1010 J (P.A.U. Sep 92)

5. Cuando se envía un satélite a la Luna se le sitúa en una órbita que corta la recta que une los centros de la Tierra y Luna por el punto en que las dos fuerzas que sufre el satélite por la atracción de ambos astros son iguales. Cuando el satélite se encuentra en este punto, cal­cular:
a) La distancia a la que está del centro de Tierra y
b) la rela­ción entre las energías potenciales del satélite, debidas a la Tierra y a la Luna.

Datos: La masa de la Tierra es 81 veces la de la Luna y la distancia del centro de la Tierra al de la Luna es de 384 106 m.

Rta.: 345.6 106 m; 9 (P.A.U. Jun 93)

6. La Luna tiene una masa aproximada de 6’7´1022 kg y su radio es de 16´105 m. Hallar:
a) La distancia que recorrerá en 5 segundos un cuerpo que cae libremente en la proximidad de su superficie.
b) El período de oscilación en la superficie lunar de un péndulo cuyo período en la Tierra es de 2 segundos.

Dato: G = 6’67´10-11 Nm2kg-2

Rta.: 21’8 m; 4’7 s (P.A.U. Jun 94)

7. Razonar por qué las líneas de fuerza de un campo conservativo no pueden cerrarse sobre sí mismas. (P.A.U. Sep 92)
8. Un satélite de telecomunicaciones de 1 Tm describe órbitas circulares alrededor de la Tierra con un periodo de 90 min. Calcular
a) la altura a que se encuentra sobre la tierra
b) su energía total

Datos : Radio Tierra = 6.400 km, MT = 5’96·10 24 kg

G = 6’67·10 – 11 N· m2·kg-2

Rta : 247 km ; -29’899 J ( P.A.U. Sep 95)

9. Los NOAA son una familia de satélites meteorológicos norteamericanos que orbitan la tierra pasando por los polos, con un periodo aproximado de 5 horas. Calcular :
a) la altura a la que orbitan sobre la superficie de la Tierra
b) la velocidad con que lo hacen.

Datos : Radio Tierra = 6.400 km, MT = 5’96·10 24 kg

G = 6’67·10 – 11 N· m2·kg-2

Rta : 8.340 km ; 5’17·10 3 m/s (P.A.U. Jun 96)

10. Un satélite artificial describe una órbita circular alrededor de la Tierra a una altura de 3.815 km. Calcular:
a) la velocidad de traslación del satélite,
b) su periodo de revolución.

Datos. G =6´67·1011 Nm2 kg-2, RT =6370 km, MT= 5´98·1024kg.

Rta : 6´46 km/s , 2´58 horas ( P.A.U jun 98)



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