Pregunta 5 · Física PAU Galicia Ordinaria 2023

Tema: Campo gravitatorio: fuerzas, satélites y energía orbital · Del examen Ordinaria (2023)

Enunciado

PREGUNTA 5. Resuelva este problema:

Un pequeño satélite gira alrededor de la Luna orbitando en una circunferencia de 3 veces el radio de la Luna.

DATOS:

GG: 6,67⋅10−11 N⋅m2⋅kg−26,67\cdot 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2}

MLM_L: 7,35⋅1022 kg7,35\cdot 10^{22}\text{ kg}

RLR_L: 1740 km1740\text{ km}

msateˊlitem_{\text{satélite}}: 1500 kg1500\text{ kg}

a)

Calcule el periodo del satélite y determine la energía mecánica total que posee el satélite en su órbita.

b)

Deduzca y calcule la velocidad de escape desde la Luna.

Enunciado: Pregunta 5 · Física PAU Galicia Ordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Calcule el periodo del satélite

Solución: 3,38⋅1043{,}38\cdot 10^4 s / 9,399{,}39 h

a) determine la energía mecánica total que posee el satélite en su órbita.

Solución: −7,04⋅108-7{,}04\cdot 10^8 J / −7,04⋅105-7{,}04\cdot 10^5 kJ

b) Deduzca la velocidad de escape desde la Luna.

Solución: Em, superficie Luna=Em, en el infinito→m⋅v22+(−G⋅ML⋅mRL)=0→ve=2G⋅MLRLE_{m,\text{ superficie Luna}} = E_{m,\text{ en el infinito}} \rightarrow \frac{m\cdot v^2}{2} + \left(-\frac{G\cdot M_L\cdot m}{R_L}\right) = 0 \rightarrow v_e = \sqrt{\frac{2G\cdot M_L}{R_L}}

b) calcule la velocidad de escape desde la Luna.

Solución: 2,37⋅1032{,}37\cdot 10^3 m/s / 2,372{,}37 km/s

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