Problema 1 · Física PAU Aragón Ordinaria 2024

Tema: Campo gravitatorio: satélites, órbitas, Kepler y energía · Del examen Ordinaria (2024)

Enunciado

1. (2,5 puntos) El planeta Marte tiene dos satélites naturales, Fobos y Deimos. El radio orbital de Fobos es de 12767 km12767\text{ km},

a)

Obtén el periodo orbital de Fobos. (0,75 puntos)

b)

Utiliza la tercera ley de Kepler para obtener el periodo orbital de Deimos, cuyo radio orbital es de 26950 km26950\text{ km}. (1 punto)

c)

Calcula la velocidad de escape de un cohete desde la superficie de Fobos, suponiendo que el satélite es esférico. (0,75 puntos)

Datos:

masa de Marte: MMarte=6,39⋅1023 kgM_{\text{Marte}} = 6,39\cdot 10^{23}\text{ kg}, radio de Fobos: RFobos=21 kmR_{\text{Fobos}} = 21\text{ km}, masa de Fobos: MFobos=1,08⋅1016 kgM_{\text{Fobos}} = 1,08\cdot 10^{16}\text{ kg}, constante de gravitación universal: G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6,67\cdot 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2.

Enunciado: Problema 1 · Física PAU Aragón Ordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Obtén el periodo orbital de Fobos. (0,75 puntos)

Solución: 4390343903 s / 12,1912{,}19 h

b) Utiliza la tercera ley de Kepler para obtener el periodo orbital de Deimos, cuyo radio orbital es de 26950 km. (1 punto)

Solución: 134647,7134647{,}7 s / 37,437{,}4 h

c) Calcula la velocidad de escape de un cohete desde la superficie de Fobos, suponiendo que el satélite es esférico. (0,75 puntos)

Solución: 0,820{,}82 m/s / 0,830{,}83 m/s / 0,000820{,}00082 km/s

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