Bloque 1 - Opción A · Física PAU Castilla y León Extraordinaria 2026

Tema: Campo gravitatorio: satélites, órbitas, energía y velocidad de escape · Del examen Extraordinaria (2026)

Enunciado

CONSTANTES FÍSICAS

Aceleración de la gravedad en la superficie terrestre · g0=9,80 m s−2g_0 = 9{,}80\text{ m s}^{-2}

Constante de gravitación universal · G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67\cdot 10^{-11}\text{ N m}^2\text{ kg}^{-2}

Radio medio de la Tierra · RT=6,38⋅106 mR_T = 6{,}38\cdot 10^6\text{ m}

Masa de la Tierra · MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98\cdot 10^{24}\text{ kg}

Constante eléctrica en el vacío · K0=1/(4 π ε0)=9,00⋅109 N m2 C−2K_0 = 1/(4\,\pi\,\varepsilon_0) = 9{,}00\cdot 10^9\text{ N m}^2\text{ C}^{-2}

Permeabilidad magnética del vacío · μ0=4 π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4\,\pi\cdot 10^{-7}\text{ N A}^{-2}

Carga elemental · e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60\cdot 10^{-19}\text{ C}

Masa del electrón · me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11\cdot 10^{-31}\text{ kg}

Masa del protón · mp=1,67⋅10−27 kgm_p = 1{,}67\cdot 10^{-27}\text{ kg}

Velocidad de la luz en el vacío · c0=3,00⋅108 m s−1c_0 = 3{,}00\cdot 10^8\text{ m s}^{-1}

Constante de Planck · h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63\cdot 10^{-34}\text{ J s}

Unidad de masa atómica · 1 u=1,66⋅10−27 kg1\text{ u} = 1{,}66\cdot 10^{-27}\text{ kg}

Electronvoltio · 1 eV=1,60⋅10−19 J1\text{ eV} = 1{,}60\cdot 10^{-19}\text{ J}

Número de Avogadro · NA=6,022⋅1023 mol−1N_A = 6{,}022\cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}

BLOQUE 1: Campo gravitatorio

OPCIÓN A (2 puntos)

1) Un satélite de 900 kg900\text{ kg} se coloca inicialmente en una órbita LEO (acrónimo en inglés que significa órbita terrestre baja) a una altura de 1200 km1200\text{ km} sobre la superficie terrestre.

a)

Calcule su aceleración y energía mecánica en la órbita, así como el número de vueltas que realiza en un día. [1,2 puntos]

b)

Posteriormente, una empresa de streaming y videojuegos online quiere utilizarlo como satélite de telecomunicaciones para dar cobertura estable y continua a alguna región remota y mejorar así la conexión en eventos en directo, para lo cual se necesita que describa una órbita geoestacionaria.

Determine la energía que habría que suministrar al satélite para que efectúe dicho cambio de órbita. [0,8 puntos]

Enunciado: Bloque 1 - Opción A · Física PAU Castilla y León Extraordinaria 2026

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Calcule su aceleración en la órbita [0,3 puntos]

Solución: 6,95 m/s26{,}95\text{ m/s}^2 / 6,95 N/kg6{,}95\text{ N/kg}

a) Calcule su energía mecánica en la órbita [0,3 puntos]

Solución: −2,37⋅1010 J-2{,}37\cdot 10^{10}\text{ J} / −23,7 GJ-23{,}7\text{ GJ}

a) Calcule el número de vueltas que realiza en un día [0,6 puntos]

Solución: 13,1613{,}16

b) Determine la energía que habría que suministrar al satélite para que efectúe dicho cambio de órbita [0,8 puntos]

Solución: 1,94⋅1010 J1{,}94\cdot 10^{10}\text{ J} / 19,4 GJ19{,}4\text{ GJ}

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