jueves, febrero 2

Gravitación Universal II - Problemas Resueltos - Física

Ejercicio Nº 01
El radio del Sol es de 696000km y su masa vale 1.99·1030kg.
a) Halla el valor de la gravedad en la superficie solar.
b) Si el radio de la órbita de Neptuno alrededor del Sol es 30 veces mayor que el de la orbita terrestre, ¿cuál es el periodo orbital de Neptuno, en años?
c) Si el Sol se contrajese para convertirse en un aguero negro, determina el radio máximo que debería tener para que la luz no pudiera escapar de él.
Dato: G=6.67·10-11 N'm2/kg2





Ejercicio Nº02
La distancia media entre la Luna y la Tierra es 3.842108m, y la distancia media entre la Tierra y el Sol es 14962108m. Las masas valen:1.9921024kg, y 7.3521022kg para el Sol, la Tierra y la Luna, respectivamente. Consideramos las órbitas circulares y los astros puntuales.
a) Calcule el módulo del campo gravitatorio  que crea la Tierra en al Luna.
b) ¿Cuantas veces más rápido gira la Tierra alrededor del Sol que la Luna alrededor de la Tierra?
c) En el alineamiento delos tres astros que corresponde a la posición de un eclipse de Sol . Calcule la fuerza neta que experimenta la Luna debido a la acción gravitatoria del Sol y de la Tierra. Indique el sentido (signo) de dicha fuerza. Dato: G=6.67'10-11 N'm2/kg2



Ejercicio Nº03
¿A qué altur de la superficie terrestre el valor de la gravedad se reduce a la cuarta parte del valor que tiene en la superficie?



Ejercicio Nº04
Un satelite gira en una órbita de 2 radios terrestres sobe la superficie de la Tierra. Calcular:
a) ¿Qué velocidad lineal y angular lleva?
b) Periodo de revolución y nº de vueltas que da al cabo del día.
c) Momento angular del satélite con respecto al centro de la Tierra.
d) Energía potencial, cinética y total del satélite.
e) Energía necesaria para ponerlo en órbita.
f) Velocidad necesria para escaparse de esta órbita.
g) Si el satélite pierde su velocidad cae a la Tierra. ¿Con qué velocidad impacta sobre su superficie?



Ejercicio Nº05
Desde la superficie de la Tierra se lanza un proyectil en dirección vertical con na velocidad de 1000m/s. (Datos: Tadio de la Tierra=6378km. masa de la Tierra= 5,98·1024kg,  G=6.672·10-11 Nm2/kg2 Determine:
a) La altura máxima que alcanza el proyectil. (Desprecie el rozamiento con el aire)
b) El valor de la gravedad terrestre a dicah altura máxima.
c) La velocidad del proyectil cuando se encantra a la mitad del ascenso.



Ejercicio Nº06
De un antiguo satélie quedó como basura espacial un tornillo de 50g de masa en una órbita a 1000km de altura alrededor de la Tierra. Calcule:
a) El módulo de la fuerza con que se atraen la Tierra y el tornillo.
b) Cada cuántas horas para el tornillo por el mismo punto.
c) A que velocidad, en km/h, debe ir un coche de 1000kg de masa para quetenga la misma energía cinética que el tornillo.
Datos: G=6.67·10-11 Nm2/kg2, masa de la Tierra=5.97·1024kg, radio terrestre=6.371km.



Ejercicio Nº07
Un escalador de 70kg asciende a la cima del Everest, cuya altura es de 8.848m. Calcule:
a) El peso del escalador en la superficie terrestre a nivel del mar.
b) El valor de la gravedad en lo alto del Everest.
c) El momento angular del escalador respecto al centro de al Tierra, considerando que el escalador rota con la Tierra.
Datos: G=6.67·10-11 N'm2/kg2, masa de la Tierra= 5.97·1024kg, radio terrestre= 6.371km



Ejercicio Nº08
UN avión de pasajeros vuela a 8km de altura a una velocidad de 9ookm/h. La masa total del avión, contando combustible, equipaje y pasajeros, es de 300000kg. Calcula:
a) La energía mecánia del avión.
b) El valor de la gravedad terrestre en el avión.
c) La fuerza gravitatoria que ejerce el avión sobre la Tierra.
Dato: radio medio de la Tierra= 6371km



Ejercicio Nº09
Los cuatro satélites de Jupiter descubiertos por Galileo son : Io (radio = 1822km, masa = 8.9·1022kg, radio orbital medio = 421600km), Europa, Ganímedes y Calisto (radio = 2411km, masa = 10.8·1022kg).
a) Calcule la velocidad de escape en la superficie de Calisto.
b) Obtenga los radios medios delas órbitas de Europa y Ganímedes, sabiendo que el periodo orbital de Europa es el doble que el de Io y que el periodo de Ganímedes es el doble que el de Europa.
c) Sean los puntos en la superficie de Ío: uno en la cara que mira a Júpiter y otro en la cara opuesta. Calcule el campo gravitatorio total (es decir: el creado por la masa de Io más el producido por la atracción de Júpiter) en cada uno de esos dos puntos.
Datos: masa de Júpiter=1.9·1027kg, G=6,67·10-11 Nm2/kg2



Ejercicio Nº10
La nave espacial Cassini-Huygens se encuentra orbitando alrededor de Saturno en una misión para estudiar este planeta y su entorno. La misión llegó a Saturno en el verano de 2004 y concluirá en 2008 después de que la nave complete un total de 74 órbitas de formas diferentes. La masa de Saturno es de 5.684,6·1023kg y la masa de la nave es de 6000kg. (Dato: G=6.672·10-11 Nm2/kg2.)
a) Si la nave se encuentra en una orbita eliptica cuyo periasmo (punto dela orbita mas cercano al astro) esta a 498 970km de saturno y cuyo apoastro (punto más alejado) esta a 9081 700km, calcule la velocidad orbital dela nave cuando pasa por el apoastro. (Utilice el principio de conservación de la nergía y la 2ª ley de Kepler)
b) Calcule la energía que hay que proporcionar a la nave para que salte de una orbita circular de 4,5 millones de km de radio a otra órbita circular de 5 millones de km de radio.
c) Cuando la nave pasa a 1270km de la superficie de Titán (la luna mas grande de Saturno, con un radio de 2,575km y 1345·1020kg de masa), se libera de ella  la sonda Huygens. Calcule la aceleración a que se ve sometida lal sonda en el punto en que se desprende de la nave y empieza a caer hacia Titán. (considere solo la influencia gravitatoria de Titán.)


Relacionado: 

Fuente de los vídeos y más información: 

7 comentarios:

  1. Dos vectores A y B forman entre si un angulo de 45°.El modulo de A vale 3N calcular cual debe ser el modulo de B para que A-B sean perpendicularea a A.

    ResponderEliminar
  2. En un taller mecanico se levanta el motor de un automovil cuyo peso es de 350N por meio de un aparejo diferencial, si los radios de las poleas son r=15cm y r=12cm cual es la fuerza que equilibra ese peso.

    Alguien me puede decir como resolver estos ejercicios de fisica

    ResponderEliminar
  3. Los radios de un aparejo diferencial son r=20cm y r=15cm si se aplica una fuerza de 80N. Calcular el peso del cuerpo que la equilibra.

    ResponderEliminar
  4. Un anillo de 5cm de radio parte del reposo y rueda hacia debajo de una colina hasta un punto que se encuentra a 2.5m por debajo del punto inicial. Calcular la rapidez en ese punto.

    ResponderEliminar
  5. Una rueda de 50.0kg que tiene 30cm de radio de giro esta rodando 420rpm. La torca debido a la fuerza de friccion es de 0.2N. Calcular el tiempo necesario para llevar la rueda hasta el reposo.

    ResponderEliminar
  6. Un disco rectificador de 8kg tiene 50cm de diametro y gira a 800 rpm. Que fuerza de frenado se debera aplicar tangencialmente al disco para detener su movimento de rotacion en 6 segundos.

    ResponderEliminar
  7. 2 bloques de 10km situados a 1m de distancia reposan sobre una superficie de coeficiente de rozamiento en 0.1
    (Compare el valor mx de fuerza gravitacional entre ambos cuerpos)
    ¡¡¡¡Ayudame Porfa Lo Necesito Con Urgencia!!!!

    ResponderEliminar

¿Buscas algún tema que no encuentras en el blog?, avísame para incluirlo.