Problema 2 · Física PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2021

Tema: Campo gravitatorio: satélites, órbitas y energía · Del examen Extraordinaria (2021)

Enunciado

Teniendo en cuenta que la masa del Sol es 2⋅1030 kg2\cdot 10^{30}\,\text{kg} y su radio 7⋅108 m7\cdot 10^8\,\text{m}, contesta a lo siguiente:

a)

Explica qué se conoce como velocidad de escape y deduce su expresión para el Sol.

b)

Cuando el Sol colapse como enana blanca retendrá un 60% de su masa (el resto se lanza al espacio en una explosión previa) y reducirá su radio al 1% de su valor original. Determina cómo variará su velocidad de escape.

c)

Calcula el valor original de la gravedad en la superficie del Sol y el valor final tras el colapso.

Datos: G=6.67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6.67\cdot 10^{-11}\,\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2

Enunciado: Problema 2 · Física PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Explica qué se conoce como velocidad de escape y deduce su expresión para el Sol.

Solución: v_e = √(2GM/R)

a) Deduce la expresión de v escape y calcula el valor para el Sol.

Solución: 6.18⋅1056.18\cdot 10^5 m/s / 618618 km/s

b) Determina cómo variará su velocidad de escape al colapsar (60% masa, 1% radio).

Solución: 4.78⋅1064.78\cdot 10^6 m/s / 47804780 km/s

c) Calcula el valor original de la gravedad en la superficie del Sol.

Solución: 272.2 m/s²

c) Calcula el valor de gravedad en la superficie del Sol tras el colapso.

Solución: 1.63⋅1061.63\cdot 10^6 m/s²

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