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

24 ejercicios de Campo gravitatorio y satélites: órbitas, energía y escape de Física que han salido en la Selectividad de La Rioja (PAU/EBAU) 2021-2026.

Problema 1.1 · Extraordinaria 2026

Problema 1.1: Sonda espacial de 1000 kg lanzada desde la Tierra con v=5 km/s. Deducir si escapa de la gravedad terrestre y calcular la velocidad inicial para ponerla en órbita circular a una altura h = R_T.

Problema 1.2 · Extraordinaria 2026

Problema 1.2: Calcular el radio orbital y la energía mecánica de un satélite geoestacionario (m = 100 kg) usando la tercera ley de Kepler y los datos de la órbita de la Luna (R_L = 3.8·10^5 km, T_L = 28 días, T_S = 1 día), sin utilizar G ni M_T.

Problema 1.1 · Ordinaria 2026

Problema 1.1: a) Calcular el radio orbital de Urano a partir de su periodo de 84,3 años terrestres y la masa del Sol de 2·10^30 kg. b) Calcular la aceleración de la gravedad en la superficie de Urano a partir de su radio (2,54·10^4 km) y su velocidad de escape (21,3 km/s).

Problema 1.2 · Ordinaria 2026

Problema 1.2: Un satélite de masa m describe una órbita circular a 350 km de altura sobre la Tierra con energía mecánica total de -4,5·10^10 J. a) Calcular la masa m del satélite. b) Si se transfiere a una órbita circular con velocidad orbital mitad de la inicial, calcular la altura sobre la superficie terrestre y la…

Problema 1.1 · Extraordinaria 2025

Cálculo de la distancia de Mercurio al Sol a partir del radio orbital y periodo de la Tierra y el periodo de Mercurio usando la tercera ley de Kepler.

Problema 1.2 · Extraordinaria 2025

Cálculo del número de órbitas que completa un satélite al pasar de una altura de 500 km a 400 km debido a una pérdida de energía de 7200 J por vuelta.

Problema 1.1 · Ordinaria 2025

Un satélite de masa 300 kg se mueve en órbita circular a 50000 km de altura sobre la Tierra. Calcular la fuerza gravitatoria, la velocidad orbital y el periodo orbital.

Problema 1.2 · Ordinaria 2025

Una nave espacial describe órbitas circulares de radio 20000 km alrededor de la Tierra. Calcular el incremento mínimo de velocidad para escapar de la atracción gravitatoria.

Problema 1 · Extraordinaria 2024

Un satélite artificial orbita circularmente alrededor de la Tierra a una altura h = 4000 km. Se pide calcular la velocidad orbital y la velocidad de escape desde la órbita.

Problema 2 · Extraordinaria 2024

El satélite Ío tiene R = 1820 km y M = 8,94·10^22 kg. Se pide calcular la gravedad en su superficie y el periodo orbital de una sonda a 500 km de altura.

Problema 1 · Ordinaria 2024

La Estación Espacial Internacional (ISS) tiene una masa de 450000 kg y da 15,49 vueltas al día alrededor de la Tierra en órbita circular. Calcular: a) la altura sobre la superficie terrestre; b) la energía mecánica de la ISS.

Problema 2 · Ordinaria 2024

Dos masas iguales de 10 kg están fijas a una distancia de 8 m entre sí (separadas 4 m del punto O). Una masa de 0,1 g está en el punto P a 3 m de O. Calcular: a) la aceleración que experimenta en P; b) la velocidad con la que pasa por O si parte del reposo desde P.

Problema 1 · Extraordinaria 2023

Una nave describe una órbita circular alrededor de un planeta esférico con velocidad orbital de 2500 km/h y periodo de 5 horas. Se pide calcular el radio de la órbita, la masa del planeta, el radio del planeta si su densidad es 16150 kg/m³ y la aceleración de la gravedad en la superficie.

Problema 2 · Extraordinaria 2023

Una masa M₁ en el origen genera un campo gravitatorio cuya componente x en (2, 2) m es -1,18·10⁻¹¹ N/kg. Se pide calcular la masa M₁ y el trabajo que realiza el campo gravitatorio para trasladar una masa M₂ = 5 kg desde (4, 0) m hasta (2, 2) m.

Problema 1 · Ordinaria 2023

Determinar cuántas veces la distancia de Júpiter al Sol supera la de la Tierra, la velocidad orbital de Júpiter y su aceleración centrípeta a partir de la relación entre sus periodos.

Problema 2 · Ordinaria 2023

Calcular la altura sobre la superficie terrestre y la velocidad orbital de un satélite a partir de su energía mecánica, y determinar el radio de su nueva órbita tras acoplarse con otro satélite disminuyendo su velocidad un 10%.

Problema 1 · Extraordinaria 2022

Cálculo del periodo orbital de Encélado alrededor de Saturno, gravedad en su superficie y peso en Encélado de una persona que en la Tierra pesa 686 N.

Problema 2 · Extraordinaria 2022

Cálculo de la altura orbital de un satélite geoestacionario, su velocidad orbital y la energía necesaria para ponerlo en órbita desde la superficie terrestre.

Problema 1 · Ordinaria 2022

Una nave espacial describe una órbita circular alrededor de un planeta con velocidad orbital 25000 km/h y periodo de 5 h. Determinar: a) El radio de la órbita y la masa del planeta. b) La gravedad en la superficie si el radio del planeta es 5900 km.

Problema 2 · Ordinaria 2022

Dos satélites de igual masa m describen órbitas circulares de radios R1 > R2 alrededor de un planeta. Determinar razonadamente cuál de los dos satélites tiene mayor energía mecánica.

Problema 1 · Extraordinaria 2021

Problema 1: Urano. La gravedad en la superficie de Urano es 8.9 m/s². Calcular: a) El radio medio de Urano. b) El peso en Urano de un objeto cuyo peso en la Tierra es 1100 N. c) La velocidad de escape de la superficie de Urano.

Problema 2 · Extraordinaria 2021

Problema 2: Dos masas fijas mA=8 kg y mB=15 kg a D=50 cm. Una masa m=5 kg se sitúa entre ambas a d=20 cm de mA. Calcular: a) Aceleración de m (módulo, dirección y sentido). b) Energía potencial gravitatoria de m en ese punto.

Problema 1 · Ordinaria 2021

Determinar el punto de la línea que une el centro de la Tierra con el de la Luna donde el campo gravitatorio total es nulo, dada la distancia D = 3.84·10^5 km y M_L = 0.0123 M_T.

Problema 2 · Ordinaria 2021

Calcular: a) el trabajo para elevar un cuerpo de 20 kg desde la superficie terrestre hasta h = R_T, y b) la velocidad mínima de lanzamiento desde la superficie para alcanzar dicha altura.

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