Ejercicio A.1 · Física PAU País Vasco Ordinaria 2024

Tema: Campo gravitatorio: satélites, órbitas y energía · Del examen Ordinaria (2024)

Enunciado

A.1.- Se ha enviado al espacio una nave tripulada, con una masa nave y astronauta de 2500 kg2500\text{ kg}; que se ha puesto en órbita a 315 km315\text{ km} desde la superficie de la Tierra.

Datos:

• G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2

• Masa de la Tierra: MT=5,97⋅1024 kgM_T = 5{,}97 \cdot 10^{24}\text{ kg}

• Radio de la Tierra: RT=6371 kmR_T = 6371\text{ km}

a)

Determina la aceleración de la gravedad debida a la Tierra en el punto de la órbita indicada.

b)

Calcula el número de vueltas que ha dado la nave alrededor de la Tierra en 90 s90\text{ s}.

c)

¿Qué energía extra mínima hay que aportar para que desde esa órbita abandone completamente la influencia de la Tierra?

Enunciado: Ejercicio A.1 · Física PAU País Vasco Ordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Determina la aceleración de la gravedad debida a la Tierra en el punto de la órbita indicada.

Solución: 8,91 m/s28{,}91\text{ m/s}^2 / 8,91 N/kg8{,}91\text{ N/kg}

b) Calcula el número de vueltas que ha dado la nave alrededor de la Tierra en 90 s.

Solución: 0,0170{,}017

c) ¿Qué energía extra mínima hay que aportar para que desde esa órbita abandone completamente la influencia de la Tierra?

Solución: 74,44⋅109 J74{,}44\cdot 10^9\text{ J} / 74,44 GJ74{,}44\text{ GJ}

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