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Ejercicios con Solución de Campo Gravitatorio y Gravitación en el Universo para Física de Bachillerato

EJERCICIOS CON SOLUCIÓN DE CAMPO GRAVITATORIO Y GRAVITACIÓN EN EL UNIVERSO PARA FÍSICA DE BACHILLERATO. VELOCIDAD ORBITAL, VELOCIDAD DE ESCAPE, LEYES DE KEPLER:

INTERESA IR A RESUMEN DE FÓRMULAS Y CONCEPTOS DE GRAVITACIÓN Y CAMPO GRAVITATORIO

EJERCICIO F2BE2065:

Una nave realiza una órbita a 99 km de altura sobre la superficie de Hermione, un pequeño planeta de la constelación Potter. El periodo de la nave en su órbita es de 120 minutos.

a.- Hallar la masa de Hermione.

b.- Hallar el campo gravitatorio en la superficie de Hermione.

c.- La velocidad orbital de la nave.

d.- La velocidad que debe tener un cohete de 3 toneladas de masa, para que escape de la superficie de Hermione.

DATOS: G=6.67×10-11 Nm2kg-2 ; RHERMIONE=1750 km; VESFERA=4/3 π·R3 ;1 ton=1000 kg

PODRÍA INTERESAR IR A OBTENCIÓN DE LA 3ª LEY DE KEPLER

IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/wMap4o8RJbU

EJERCICIO F2BE2066:

Con los datos que se suministran, hallar la altura de la órbita geoestacionaria, partiendo de la segunda Ley de Newton y de la Ley de Gravitación Universal, considerando las características del movimiento, supuesto Circular Uniforme.

DATOS: G=6.67×10-11 Nm2kg-2.; RT=6370 km; MT=5.98×1024 kg.

IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/D86VXOkxfk4

EJERCICIO F2BE2051:

Una cápsula espacial realiza un traslado desde una órbita circular a 200 km sobre la superficie de la Tierra a otra situada a 340 km sobre la superficie de la Tierra para encontrarse con la Estación Espacial Internacional (ISS) y dejar suministros. Si la masa de la cápsula es de 4500 kg.

a.- Hallar el periodo de la cápsula en su órbita inicial.

b.- Hallar la velocidad de la cápsula en su órbita inicial.

c.- ¿Qué energía necesita la cápsula para desplazarse a la nueva órbita?

d.- Hallar la velocidad de la ISS en su órbita.

DATOS: G=6.67×10-11 Nm2kg-2; RT=6370 km; MT=5.98×1024 kg.

SOLUCIONES: 5298 s; 7791,7 m/s; 2,85·109 J; 7710 m/s

EJERCICIO F2BE36:

Si la Luna se encontrara a 105 km de la Tierra, ¿cuál sería su periodo de revolución alrededor de la misma?.

Comparar el resultado con la situación real, que es aproximadamente de 28 días (exactamente de 27,3 días).

DATOS: MT=6·1024 kg; RT=6350 km; G=6,67·10-11; distancia real (Tierra-Luna)=384000 km; go=9,81 N/kg.

EJERCICIO F2BE73:

Tres masas m1, m2, m3, valen 8·103 kg, 9·103 kg, 10·103 kg, respectivamente, y se sitúan según ese orden en un sistema de ejes cartesianos en los puntos (0,3), (4,0) y (0,0). Se pide:

a) La intensidad del campo gravitatorio en el punto (4, 3) m.

b) Fuerza que actuará sobre una masa de 10 kg situada en dicho punto.

EJERCICIO F2BE169:

Calcular, la fuerza de atracción que ejerce la Tierra sobre un cuerpo situado a 10000 km del centro del planeta, si la masa de este cuerpo es 4·106 kg. Considerar ambas masas puntuales.

DATO: Masa de la Tierra = 6·1024 kg;G = 6,7·10–11 U.I.

EJERCICIO F2BE170:

Calcular la fuerza que actúa sobre una masa de 1500 kg situada en una zona del espacio en la que existe un campo gravitatorio cuya intensidad es 2 N/kg.

EJERCICIO F2BE272:

Un satélite de telecomunicaciones de 1500 kg de masa describe una órbita circular alrededor de la Tierra a una altura de 500 km sobre su superficie.

Calcula:

a) La velocidad orbital.

b) El período de revolución.

c) La energía mecánica de traslación.

d) La aceleración centrípeta.

DATOS: G=6.67×10-11 Nm2kg-2; RT=6370 km; MT=5.98×1024 kg.

EJERCICIO F2BE273:

Una masa puntual m1=3 kg está situada en el punto (-2,4) m y otra masa puntual m2=1,5 kg está situada en el punto (5,-1) m. Calcular:

a) El vector fuerza con que m1 atrae a m2;

b) El vector fuerza con que m2 atrae a m1

c) El módulo de las fuerzas anteriores y justifica por qué deben ser iguales

DATO: G=6.67×10-11 Nm2kg-2

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