Ejercicio 6 · Física PAU Cantabria Ordinaria 2021

Tema: Satélites y movimiento orbital · Del examen Ordinaria (2021)

Enunciado

Ejercicio 6. [2,5 PUNTOS]

Un pequeño satélite de 1500 kg1500\text{ kg} de masa, describe una órbita circular alrededor de Marte, a una altura de 5000 km5000\text{ km} sobre su superficie.

DATOS

Masa de Marte: MM=6,4×1023 kgM_M = 6{,}4 \times 10^{23}\text{ kg}

Radio de Marte: RM=3390 kmR_M = 3390\text{ km}

Constante gravitatoria: G=6,67×10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \times 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2

Gravedad en la Tierra: gTierra=9,8 m/s2g_{\text{Tierra}} = 9{,}8\text{ m/s}^2

a)

[1 PUNTO] Calcular el periodo del movimiento orbital del satélite.

b)

[0,75 PUNTOS] Calcular la energía cinética, la energía potencial gravitatoria y la energía total del satélite.

c)

[0,75 PUNTOS] ¿Cuánto pesaría el satélite en la superficie de Marte? ¿Y en la superficie de la Tierra?

Enunciado: Ejercicio 6 · Física PAU Cantabria Ordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Periodo del movimiento orbital del satélite

Solución: 23403 s23403\text{ s} / 6,50 h6{,}50\text{ h}

b) Energía cinética del satélite

Solución: 3,82⋅109 J3{,}82\cdot 10^9\text{ J} / 3,82 GJ3{,}82\text{ GJ}

b) Energía potencial gravitatoria del satélite

Solución: −7,63⋅109 J-7{,}63\cdot 10^9\text{ J} / −7,63 GJ-7{,}63\text{ GJ}

b) Energía total del satélite

Solución: −3,82⋅109 J-3{,}82\cdot 10^9\text{ J} / −3,82 GJ-3{,}82\text{ GJ}

c) Peso del satélite en la superficie de Marte

Solución: 5575 N5575\text{ N} / 5,575 kN5{,}575\text{ kN}

c) Peso del satélite en la superficie de la Tierra

Solución: 14700 N14700\text{ N} / 14,7 kN14{,}7\text{ kN}

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