Bloque 4 - Pregunta 5 · Ciencias Generales PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2026

BLOQUE 4: LAS FUERZAS QUE NOS MUEVEN (2,5 PUNTOS)

La misión Artemis II de la NASA es la primera misión tripulada que ha orbitado la Luna desde el programa Apolo. La nave Orión, con una masa de aproximadamente 25.000 kg, será lanzada desde la Tierra por el cohete SLS, viajará 384.000 km hasta la Luna, orbitará alrededor de ella y regresará a la Tierra. Durante este viaje, las fuerzas fundamentales de la física determinan cada maniobra: la gravedad mantiene a Orión en trayectoria, los motores proporcionan aceleración controlada, y las leyes del movimiento permiten calcular tiempos, distancias y velocidades críticas para la seguridad de la tripulación. Como parte del equipo de apoyo en tierra, debes aplicar tus conocimientos de física para resolver problemas reales de la misión.

Datos de la misión Artemis II:

Parámetro · Valor

Masa de la nave Orion · ~25.000 kg

Masa de la Tierra (MT) · $5{,}97\times 10^{24}\text{ kg}$

Radio de la Tierra (RT) · 6.371 km

Masa de la Luna (ML) · $7{,}35\times 10^{22}\text{ kg}$

Radio de la Luna (RL) · 1.737 km

Distancia Tierra-Luna · 384.000 km (media)

Constante gravitatoria (G) · $6{,}67\times 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2$

Gravedad superficial Tierra (gT) · $9{,}8\text{ m/s}^2$

Gravedad superficial Luna (gL) · $1{,}62\text{ m/s}^2$

(0,5 puntos) Orión describe una órbita circular alrededor de la Luna a $100\text{ km}$ de altura con un periodo aproximado de $2\text{ horas}$.

a)

Calcula la velocidad angular ($\omega$) de Orión en $\text{rad/s}$.

b)

Calcula la aceleración centrípeta que experimenta la nave en esa órbita.