Apartado 4 - Opción B · Ciencias Generales PAU Cantabria Ordinaria 2025

Tema: Gravitación · Del examen Ordinaria (2025)

Enunciado

Opción B [2,5 puntos]

Realice las tareas solicitadas en relación con este enunciado. Un satélite artificial gira alrededor de la Tierra describiendo una órbita circular a una altura h=1000 kmh = 1000\text{ km} sobre la superficie. La expresión que describe la velocidad orbital, vorbv_{\text{orb}}, de un cuerpo en órbita circular alrededor de la Tierra es la siguiente:

vorb=GMTRT+hv_{\text{orb}} = \sqrt{\frac{G M_T}{R_T + h}}

Siendo GG la constante de gravitación universal, MTM_T la masa de la Tierra, RTR_T el radio de la Tierra y hh la altura del satélite desde la superficie terrestre.

Datos:

Constante de gravitación universal: G=6,67⋅10−11 N⋅m2⋅kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2}

Masa de la Tierra: MT=6⋅1024 kgM_T = 6 \cdot 10^{24}\text{ kg}

Radio de la Tierra: RT=6370 kmR_T = 6370\text{ km}

Tarea a

[1 punto] Calcule la velocidad a la que el satélite gira alrededor de la Tierra, en kilómetros por hora.

km/h

Tarea b

[0,75 puntos] ¿Cuántas revoluciones realiza el satélite alrededor de la Tierra en un día?

rev/día

Tarea c

[0,75 puntos] Se pretende modificar la altura de la órbita del satélite de forma que su velocidad orbital se reduzca a la mitad. Razone, sin realizar cálculos, cuál de las siguientes afirmaciones acerca de la altura de la nueva órbita es correcta:

c

Enunciado: Apartado 4 - Opción B · Ciencias Generales PAU Cantabria Ordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Tarea a [1 punto]. Calcule la velocidad a la que el satélite gira alrededor de la Tierra, en kilómetros por hora.

Solución: 26500 km/h / 26526 km/h / 26550 km/h

Tarea b [0,75 puntos]. ¿Cuántas revoluciones realiza el satélite alrededor de la Tierra en un día?

Solución: 13,7 rev/día / 13,8 rev/día / 14 rev/día

Justificación razonada de la afirmación elegida:

Solución: Para reducir la velocidad orbital a la mitad, el radio total orbital r' = R_T + h' debe cuadruplicarse, por lo que la altura h' debe ser mayor que la original pero no es exactamente el doble debido a que R_T no cambia.

Tarea c [0,75 puntos]. Se pretende modificar la altura de la órbita del satélite de forma que su velocidad orbital se reduzca a la mitad. Razone, sin realizar cálculos, cuál de las siguientes afirmaciones acerca de la altura de la nueva órbita es correcta:

Solución: Afirmación c3. Debería ser mayor que la original, sin ser el doble necesariamente.

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