Ejercicios de Campo gravitatorio: satélites, órbitas y energía

18 ejercicios de Campo gravitatorio: satélites, órbitas y energía de Física que han salido en la Selectividad de Castilla-La Mancha (PAU/EvAU) 2021-2026.

Apartado A · Extraordinaria 2026

Cálculo del periodo de rotación, velocidad orbital, energía de satelización y velocidad inicial para un satélite de 1000 kg a una altura de 500 km sobre la superficie de la Tierra.

Apartado A · Extraordinaria 2026

Para un satélite artificial de masa 1000 kg a una altura h = 500 km sobre la Tierra, calcular: periodo de rotación, velocidad orbital, deducción y valor de la energía de satelización, y su velocidad inicial.

Apartado A · Ordinaria 2026

APARTADO A.- Se considera la nave Orion en órbita circular a h = 100 km de la superficie terrestre. PREGUNTA A1: Calcular la velocidad orbital v0 y compararla con la velocidad de escape ve de la Tierra. PREGUNTA A2: Para la cápsula de masa m0 = 9.3·10^3 kg, calcular la energía mecánica total en la órbita EO, la…

Problema 1 · Extraordinaria 2025

Problema sobre el exoplaneta Gliese 12b orbitando su estrella. Se pide calcular la velocidad orbital y la masa de la estrella deduciendo expresiones, la velocidad de escape desde el planeta deduciendo la expresión, y la velocidad de impacto de un fragmento desprendido en caída libre hacia la estrella.

PROBLEMA 1 · Ordinaria 2025

Problema sobre campo gravitatorio en Saturno: cálculo del valor de la aceleración de la gravedad en su superficie, velocidad de escape, determinación de la altura alcanzada tras un lanzamiento vertical aplicando el principio de conservación de la energía mecánica, y cálculo de la altura de una órbita geoestacionaria.

Problema 2 · Extraordinaria 2024

Estudio de Cygnus X-1: deducción de la tercera ley de Kepler y cálculo del radio orbital en UA; deducción de la velocidad de escape e igualación a c para hallar el radio del agujero negro en km; y cálculo de la velocidad en caída libre por conservación de la energía mecánica.

Problema 2 · Ordinaria 2024

Nos encontramos en una nave espacial de 50000 kg sobre la superficie de Mercurio (radio 2440 km, masa 3.3·10^23 kg). Determinar la gravedad y peso en la superficie, deducir y calcular la velocidad de escape, y calcular la energía mecánica y la altura máxima a la que se parará si a una altura de 9 radios su velocidad…

Problema 2 · Extraordinaria 2023

La nave Artemisa (5000 kg) orbita alrededor de la Luna a una distancia r = 5 R_L. Calcular razonadamente deduciendo expresiones: a) periodo de rotación en horas, b) energía mecánica de la nave, c) velocidad de escape desde la superficie de la Luna.

Problema 10 · Extraordinaria 2023

Si se redujera a la mitad el volumen de la Tierra y perdiese la mitad de su masa, ¿cómo se vería afectada la aceleración de la gravedad en su superficie?

Problema 2 · Ordinaria 2023

Se dan las masas de la Tierra y la Luna y la distancia entre sus centros. Se pide: a) la energía potencial gravitatoria de la Luna debida a la Tierra y su periodo en días; b) distancia a la Tierra donde se anulan las fuerzas gravitatorias sobre una nave espacial de 30000 kg; c) energía mecánica total de la nave si se…

Problema 6 · Ordinaria 2023

Calcula la energía mínima aportada por los motores para que el Apolo 11 escape de la gravedad de la Luna partiendo de su superficie, y la velocidad de despegue. Datos: G, mLuna, rLuna, mnave.

Problema 2 · Extraordinaria 2022

Un satélite de comunicaciones de 250 kg orbita estacionario sobre Urano (periodo 17 h). Murano = 8,7·10^25 kg, Rurano = 25300 km. Determinar: a) Altura sobre la superficie del planeta. b) Energía cinética y potencial orbitales. c) Velocidad de impacto con la superficie si cae por desestabilización.

Problema 9 · Extraordinaria 2022

Deduce razonadamente a qué altura de la superficie terrestre el valor de la gravedad se reduce a la cuarta parte del valor que tiene en la superficie, sabiendo que RT = 6370 km.

Problema 2 · Ordinaria 2022

Exoplaneta Dimidio en órbita circular: v=136 km/s, d=7.78 millones de km, radio=132800 km, masa=9e28 kg. Calcula la masa de la estrella, días para observar 5 tránsitos orbitales y la velocidad de escape desde el planeta deduciendo las expresiones.

Problema 10 · Ordinaria 2022

10. Dos satélites de igual masa: A y B, describen órbitas circulares de diferentes radios alrededor de la Tierra: r_A > r_B. Contesta razonadamente: a) ¿Cuál de los dos tiene mayor energía cinética? b) Si estuvieran en la misma órbita r_A = r_B y tuviesen distinta masa m_A < m_B, ¿cuál tendría más energía cinética?

Problema 2 · Extraordinaria 2021

Masa del Sol M = 2·10^30 kg y radio R = 7·10^8 m. Se pide: a) Explicar la velocidad de escape, deducir su expresión y calcular su valor. b) Calcular la nueva velocidad de escape si retiene el 60% de la masa y reduce su radio al 1%. c) Calcular la aceleración de la gravedad original y final.

Problema 7 · Extraordinaria 2021

Dos satélites artificiales idénticos están en órbita circular alrededor de la Tierra, con radios r1 > r2. Razona cuál de los dos tiene mayor energía mecánica.

Problema 2 · Ordinaria 2021

Lanzamiento vertical de una nave desde el polo terrestre con v = 2.5 km/s. Calcular la masa de la Tierra a partir de R=6370 km y g=9.8 m/s², la altura máxima alcanzada y la aceleración de la gravedad a dicha altura.

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