Ejercicios de Campo gravitatorio: satélites, órbitas, energía y velocidad de escape

36 ejercicios de Campo gravitatorio: satélites, órbitas, energía y velocidad de escape de Física que han salido en la Selectividad de Castilla y León…

Ejercicio C.1 · Extraordinaria 2026

C.1) ¿Puede un satélite describir una órbita circular alrededor de un planeta en un plano paralelo al ecuatorial? Razone y justifique la respuesta. (1 punto)

Bloque 1 - Opción A · Extraordinaria 2026

Satélite de 900 kg en órbita LEO a h = 1200 km: calcular aceleración orbital, energía mecánica, vueltas en un día y energía necesaria para transferirlo a órbita geoestacionaria.

Bloque 1 - Opción B · Extraordinaria 2026

Lanzamiento vertical de un objeto hasta 4 m de altura en la Tierra. Determinar velocidad inicial y diámetro máximo de un asteroide (con la mitad de densidad que la Tierra) para que dicha velocidad sea la de escape.

Bloque 1 - Opción A - 1 · Ordinaria 2026

Satélite Astra 2C de masa 6000 kg en órbita geoestacionaria. a) Calcular la altura respecto a la superficie terrestre y la velocidad orbital. b) Calcular la energía necesaria para llevarlo desde la superficie terrestre hasta la órbita.

Bloque 1 - Opción B - 2 · Ordinaria 2026

La fuerza entre dos masas separadas 10 cm es de 6 nN. Calcular la fuerza cuando la distancia se triplica y determinar el valor de las masas si una es el doble que la otra.

Bloque 1 - Opción B - 3 · Ordinaria 2026

Se dispara verticalmente un proyectil desde la superficie de la Tierra con una velocidad cuyo módulo es la mitad de la velocidad de escape. Despreciando el rozamiento, calcule la máxima altura sobre la superficie que alcanzará el proyectil.

Ejercicio C.1 · Extraordinaria 2025

Razone si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: «Las líneas del campo gravitatorio son tangentes en cada punto a las superficies equipotenciales».

Bloque 1 - Opción A · Extraordinaria 2025

Cálculo de la energía potencial gravitatoria de un astronauta de 100 kg orbitando a h = 1000 km, justificación de por qué no se puede emplear E = m·g·h y cálculo de la velocidad orbital.

Bloque 1 - Opción B · Extraordinaria 2025

2) Cálculo de la velocidad mínima de lanzamiento vertical desde la superficie para situar un satélite en órbita circular de radio 5RT. 3) Cálculo de la velocidad de escape en un planeta con radio y gravedad iguales a la mitad de los terrestres.

Ejercicio C.1 · Ordinaria 2025

Considere un objeto que se mueve estando únicamente bajo el efecto de un campo gravitatorio. Razone cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas: a) Aumenta su energía potencial; b) Conserva su energía mecánica; c) Disminuye su energía cinética.

Bloque 1 - Opción A (1) · Ordinaria 2025

Satélite Swift en órbita circular a h = 290 km sobre la Tierra. a) Determinar velocidad orbital y periodo. b) Determinar el peso de un sensor de masa m = 150 kg en la órbita.

Bloque 1 - Opción B (2) · Ordinaria 2025

Exoplaneta con g = 9,72 m/s² y radio R = 1,4 R_T. a) Peso de un objeto cuyo peso en la Tierra es 2500 N. b) Velocidad de escape desde la superficie del exoplaneta.

Ejercicio A.1 · Extraordinaria 2024

Un satélite artificial de 1500 kg se lanza desde la Tierra para situarlo en una órbita circular de 12500 km de radio. Determine la diferencia entre el peso del satélite en la órbita y el que tenía en la superficie terrestre.

Ejercicio A.2 · Extraordinaria 2024

La masa de la Tierra es 81 veces la masa de la Luna y la distancia entre centros es 3,84·10^5 km. Calcule la energía potencial de un meteorito de 400 kg situado en el punto medio entre la Tierra y la Luna.

Ejercicio B.1 · Extraordinaria 2024

B.1) Deduzca la relación entre la energía cinética y la energía potencial de un satélite que describe una órbita circular alrededor de un planeta.

Ejercicio A.1 · Ordinaria 2024

Sabiendo que la masa de la Luna es 81 veces menor que la de la Tierra y que la gravedad en su superficie es 6 veces menor que la gravedad terrestre, determine la velocidad de escape desde la superficie lunar.

Ejercicio A.2 · Ordinaria 2024

Un satélite artificial se encuentra en órbita circular alrededor de la Tierra a una velocidad de 6,9 km/s. Si la fuerza gravitatoria sobre él es 5700 N, calcule su masa.

Ejercicio B.1 · Ordinaria 2024

B.1) Definir las superficies equipotenciales y razonar cómo serían en una región con campo gravitatorio uniforme y paralelo al eje X.

Ejercicio A.1 · Extraordinaria 2023

En un punto A la gravedad es la mitad que en la superficie terrestre y en B es la cuarta parte. Determinar la distancia de ambos puntos al centro de la Tierra y la velocidad mínima para que un objeto lanzado desde A llegue a B.

Ejercicio A.2 · Extraordinaria 2023

Un satélite en órbita circular alrededor de la Tierra tiene una energía mecánica de -4,5·10^9 J y velocidad orbital 7610 m/s. Calcular el radio de la órbita y la masa del satélite.

Ejercicio B.1 · Extraordinaria 2023

¿Puede ser negativa la energía cinética de un satélite en órbita? ¿Y su energía potencial gravitatoria? Razone la respuesta y, en caso afirmativo, explique el significado del signo.

Ejercicio A.1 · Ordinaria 2023

Las distancias al Sol desde la Tierra y desde Marte son 1,466·10^8 km y 2,279·10^8 km, respectivamente. Calcule la velocidad orbital de Marte y la masa del Sol, con periodo terrestre T = 365 días.

Ejercicio A.2 · Ordinaria 2023

Un satélite de 100 kg orbita la Tierra donde la gravedad es la mitad que en la superficie. Determine su energía cinética y potencial.

Ejercicio B.1 · Ordinaria 2023

Razone si la siguiente afirmación es correcta: «El valor de la energía mecánica de un satélite que orbita alrededor de un planeta es la mitad del valor de su energía potencial».

Ejercicio A.1 · Extraordinaria 2022

Deimos gira alrededor de Marte en una órbita circular de 23460 km de radio con un periodo orbital de 30,3 h. Determine la intensidad gravitatoria debida a Marte en un punto de la órbita de Deimos.

Ejercicio A.2 · Extraordinaria 2022

En abril del 2021 se corrigió la altitud sobre la superficie de la Tierra a la que orbita la Estación Espacial Internacional, alcanzando los 420 km tras un aumento de 360 m. Masa m = 4,2·10^5 kg. Calcule la energía que aportaron sus motores.

Ejercicio B.1 · Extraordinaria 2022

Si repentinamente se duplicara la masa de la Luna, ¿cómo variaría su periodo de rotación alrededor de la Tierra? ¿Y si fuera la Tierra la que duplicara su masa? Razone las respuestas.

Ejercicio A.1 · Ordinaria 2022

Un meteorito cae libremente hacia la Tierra. A 500 km de altura sobre la superficie terrestre su velocidad es 1200 m/s. Determine la velocidad con la que impactará sobre la superficie terrestre (despreciando la fricción atmosférica).

Ejercicio A.2 · Ordinaria 2022

Calcule la densidad media de Júpiter sabiendo que su radio es R_J = 6,99·10^4 km y que su satélite Calisto describe una órbita de radio r = 1,88·10^6 km en 16,9 días.

Ejercicio B.1 · Ordinaria 2022

Justifique si es verdadera o falsa la afirmación: «Si la masa de la Tierra se duplicara, el periodo orbital de la Luna también se duplicaría».

Ejercicio A.1 · Extraordinaria 2021

Calcule la densidad media de un planeta esférico de 6000 km de diámetro si la aceleración de la gravedad en su superficie es 4 m s⁻².

Ejercicio A.2 · Extraordinaria 2021

Un satélite artificial, de 100 kg de masa, orbita alrededor de la Tierra con un periodo de 12 h. Calcule la energía requerida para pasar el satélite a una órbita geoestacionaria (T = 24 h).

Ejercicio B.1 · Extraordinaria 2021

Defina velocidad de escape de un cuerpo y deduzca su expresión a partir del principio de conservación de la energía mecánica.

Ejercicio A.1 · Ordinaria 2021

Un objeto de masa m = 10^4 kg está en una órbita circular a 30000 km de la superficie terrestre. Calcular la energía necesaria para que pueda escapar de la gravedad terrestre.

Ejercicio A.2 · Ordinaria 2021

Calcule la altura a la que se debe elevar un cuerpo para que pierda un 30% de su peso. ¿Cuánto variará su masa?

Ejercicio B.1 · Ordinaria 2021

Dos satélites de igual masa describen órbitas circulares de radios R1 y R2 alrededor de la Tierra con R1 > R2. Indicar razonadamente cuál de los dos tiene mayor energía mecánica.

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