Problemes de Física sobre Gravitació i Exoplanetes

Apuntes amb problemes resolts sobre gravitació, forats negres, exoplanetes i ones gravitacionals.

Física · Selectivitat (PAU Catalunya)

9 pàgines · 7 temes · 70 flashcards · 49 preguntes tipus test

Índex

  1. 1. Problema sobre Sagitari A* · p. 1-2
  2. 2. Problema sobre Trànsit Planetari · p. 3-4
  3. 3. Problema sobre el Cometa Halley · p. 5
  4. 4. Problema sobre Satèl·lits · p. 6
  5. 5. Problema sobre Orcus · p. 7
  6. 6. Problema sobre Ross 128 b · p. 8
  7. 7. Problema sobre Ones Gravitatòries i Forats Negres · p. 9

1. Problema sobre Sagitari A*

Flashcards

Qui va ser una de les científiques guardonades amb el Premi Nobel de Física l'any 2020?
Andrea Ghez
Què és Sagitari A*?
Un forat negre supermassiu al centre de la Via Làctia
Quina observació va permetre deduir l'existència de Sagitari A*?
Les òrbites d'estels propers
Quina propietat fa que Sagitari A* sigui considerat un forat negre?
La velocitat d'escapament és superior a la velocitat de la llum a una certa distància

Preguntes tipus test

  1. Quin premi va rebre Andrea Ghez el 2020?
    • a) Premi Nobel de Química
    • b) Premi Nobel de la Pau
    • c) Premi Nobel de Física
    • d) Premi Nobel de Medicina

    Resposta: c) Premi Nobel de Física. Andrea Ghez va ser guardonada amb el Premi Nobel de Física el 2020 per les seves deduccions sobre Sagitari A*.

  2. Qui va ser guardonat juntament amb Andrea Ghez pel seu treball sobre Sagitari A*?
    • a) Isaac Newton
    • b) Albert Einstein
    • c) Reinhard Genzel
    • d) Stephen Hawking

    Resposta: c) Reinhard Genzel. Reinhard Genzel va compartir el Premi Nobel amb Andrea Ghez per les seves investigacions sobre Sagitari A*.

  3. Què és Sagitari A*?
    • a) Una estrella de neutrons
    • b) Un forat negre supermassiu
    • c) Un planeta extrasolar
    • d) Una nebulosa planetària

    Resposta: b) Un forat negre supermassiu. Sagitari A* és un forat negre supermassiu situat al centre de la Via Làctia.

2. Problema sobre Trànsit Planetari

Flashcards

Què és un trànsit planetari?
Fenomen astronòmic on un planeta passa per davant del seu estel, causant una disminució en la lluminositat observada.
Quina informació es pot obtenir de l'observació d'un trànsit planetari?
Període orbital i radi del planeta.
Com afecta la massa de l'estel a la constant de Kepler del sistema?
La constant de Kepler depèn directament de la massa de l'estel.
Què indica una major disminució de la lluminositat durant un trànsit?
Un planeta més gran en relació a l'estel.

Preguntes tipus test

  1. Quin fenomen astronòmic s'utilitza per detectar exoplanetes?
    • a) Efecte Doppler de la llum estel·lar
    • b) Observació de trànsit planetari
    • c) Mesura de la velocitat radial de l'estel
    • d) Anàlisi de les ones gravitatòries

    Resposta: b) Observació de trànsit planetari. El mètode descrit al text per detectar exoplanetes és l'observació del trànsit planetari, que es basa en la disminució de la llum d'un estel quan un planeta passa per davant.

  2. Què causa la disminució de la lluminositat d'un estel durant un trànsit planetari?
    • a) L'augment de la temperatura de l'estel
    • b) L'eclipsi total de l'estel pel planeta
    • c) El pas d'un planeta per davant de l'estel
    • d) La reflexió de la llum del planeta

    Resposta: c) El pas d'un planeta per davant de l'estel. La disminució de la lluminositat es deu al trànsit del planeta, que bloqueja una petita part de la llum de l'estel mentre passa per davant.

  3. Si un planeta té un període orbital més curt, com afecta això la freqüència dels trànsits observats?
    • a) Els trànsits són menys freqüents
    • b) Els trànsits són més freqüents
    • c) No afecta la freqüència dels trànsits
    • d) Els trànsits són més difícils d'observar

    Resposta: b) Els trànsits són més freqüents. Un període orbital més curt significa que el planeta completa la seva òrbita més ràpidament, augmentant la freqüència amb què passa per davant de l'estel i, per tant, fent els trànsits més freqüents.

3. Problema sobre el Cometa Halley

Flashcards

Qui va descobrir que els cometes de 1531, 1607 i 1682 eren el mateix?
Edmond Halley
Quina és la forma de l'òrbita del Cometa Halley?
El·líptica
Què és l'afeli?
El punt més allunyat del Sol en l'òrbita d'un cometa.
Què és el periheli?
El punt més proper al Sol en l'òrbita d'un cometa.

Preguntes tipus test

  1. Quin és el nom del cometa que va ser descobert per Edmond Halley?
    • a) Cometa de Newton
    • b) Cometa Halley
    • c) Cometa d'Edmond
    • d) Cometa Solar

    Resposta: b) Cometa Halley. Edmond Halley va descobrir que tres cometes descrits anteriorment eren en realitat el mateix cometa, que ara es coneix com a Cometa Halley.

  2. Aproximadament, quin és el període orbital del Cometa Halley al voltant del Sol?
    • a) 36 anys
    • b) 52 anys
    • c) 76 anys
    • d) 100 anys

    Resposta: c) 76 anys. El text indica que el Cometa Halley té un període orbital d'aproximadament 76 anys.

  3. Quina forma té l'òrbita que descriu el Cometa Halley al voltant del Sol?
    • a) Circular
    • b) El·líptica
    • c) Parabòlica
    • d) Hiperbòlica

    Resposta: b) El·líptica. El text menciona que el Cometa Halley descriu una òrbita el·líptica al voltant del Sol.

4. Problema sobre Satèl·lits

Flashcards

Quina és la relació entre l'acceleració deguda a la gravetat i l'acceleració centrípeta en una òrbita circular?
Són iguals.
De què depèn el període d'un satèl·lit en òrbita circular?
Del radi de l'òrbita i de la massa de l'objecte central.
Quina condició s'ha de complir perquè un objecte escapi de l'atracció gravitacional d'un planeta?
Que la suma de la seva energia cinètica i energia potencial sigui igual a zero.
Què representa l'expressió Em = constant?
Que l'energia mecànica total del satèl·lit es conserva.

Preguntes tipus test

  1. Quina expressió permet calcular la intensitat del camp gravitatori (g) en funció del radi (R) i el període (T) d'un satèl·lit en òrbita circular?
    • a) g = (4π²R) / T²
    • b) g = (2πR) / T
    • c) g = (πR²) / T
    • d) g = (4πR) / T²

    Resposta: a) g = (4π²R) / T². La intensitat del camp gravitatori, g, es calcula amb l'expressió g = (4π²R) / T², on R és el radi de l'òrbita i T és el període del satèl·lit.

  2. Si la distància entre la Terra i la Lluna és de 384 x 10^6 m i el període de la Lluna és de 27,3 dies, quina és la intensitat del camp gravitatori als punts de l'òrbita de la Lluna?
    • a) 2.74 x 10^-3 m/s²
    • b) 3.87 x 10^-3 m/s²
    • c) 1.99 x 10^-3 m/s²
    • d) 5.33 x 10^-3 m/s²

    Resposta: a) 2.74 x 10^-3 m/s². Utilitzant l'expressió g = (4π²R) / T², amb R = 384 x 10^6 m i T = 27,3 dies (convertit a segons), obtenim una intensitat de camp gravitatori de 2.74 x 10^-3 m/s².

  3. Què representa l'expressió Em = constant en el context dels problemes de satèl·lits?
    • a) L'energia mecànica total del satèl·lit es conserva.
    • b) L'energia cinètica del satèl·lit és constant.
    • c) L'energia potencial del satèl·lit és constant.
    • d) El moment angular del satèl·lit es conserva.

    Resposta: a) L'energia mecànica total del satèl·lit es conserva.. L'expressió Em = constant indica que l'energia mecànica total del satèl·lit (suma de l'energia cinètica i potencial) es manté constant al llarg de la seva òrbita.

5. Problema sobre Orcus

Flashcards

Quan va ser descobert Orcus?
Febrer de 2004
A quin sistema pertany Orcus?
Sistema Solar
A quin cinturó pertany Orcus?
Cinturó de Kuiper
Quina és la massa aproximada d'Orcus?
6,41 × 10^20 kg

Preguntes tipus test

  1. Què és Orcus?
    • a) Un planeta nan del cinturó d'asteroides
    • b) Un objecte del Sistema Solar descobert el 2004
    • c) Una lluna de Júpiter
    • d) Una estrella propera a la Terra

    Resposta: b) Un objecte del Sistema Solar descobert el 2004. Orcus és un objecte del Sistema Solar descobert el febrer de 2004, segons el text.

  2. A quin cinturó pertany Orcus?
    • a) Cinturó d'asteroides
    • b) Cinturó de Kuiper
    • c) Núvol d'Oort
    • d) Anell de Saturn

    Resposta: b) Cinturó de Kuiper. Orcus pertany al cinturó de Kuiper, tal com s'indica en el text.

  3. Quin és l'organisme que podria considerar a Orcus com a planeta nan en el futur?
    • a) NASA
    • b) ESA
    • c) UAI (Unió Astronòmica Internacional)
    • d) ONU

    Resposta: c) UAI (Unió Astronòmica Internacional). La Unió Astronòmica Internacional (UAI) és l'organisme que podria considerar a Orcus com a planeta nan.

6. Problema sobre Ross 128 b

Flashcards

Què és Ross 128 b?
Un exoplaneta amb possibilitats d'acollir vida.
Al voltant de quina estrella gira Ross 128 b?
Ross 128.
Quin és el període orbital de Ross 128 b?
9,9 dies.
Com és l'òrbita de Ross 128 b?
Pràcticament circular.

Preguntes tipus test

  1. Quin paràmetre orbital s'utilitza per calcular la massa de l'estrella Ross 128 en el problema?
    • a) La massa de l'exoplaneta Ross 128 b.
    • b) El radi de l'òrbita de Ross 128 b.
    • c) La densitat de l'exoplaneta Ross 128 b.
    • d) El mòdul de la intensitat del camp gravitatori a la superfície de Ross 128 b.

    Resposta: b) El radi de l'òrbita de Ross 128 b.. La massa de l'estrella Ross 128 es calcula utilitzant el radi de l'òrbita de l'exoplaneta Ross 128 b, ja que aquest paràmetre està directament relacionat amb la massa de l'estrella a través de la llei de gravitació universal.

  2. Quina relació s'assumeix entre la densitat de l'exoplaneta Ross 128 b i la de la Terra per calcular el radi de Ross 128 b?
    • a) La densitat de Ross 128 b és el doble que la de la Terra.
    • b) La densitat de Ross 128 b és la meitat que la de la Terra.
    • c) La densitat de Ross 128 b és igual que la de la Terra.
    • d) La densitat de Ross 128 b és 1,35 vegades la de la Terra.

    Resposta: c) La densitat de Ross 128 b és igual que la de la Terra.. Per simplificar el càlcul, s'assumeix que l'exoplaneta Ross 128 b té la mateixa densitat que la Terra. Aquesta suposició permet utilitzar la relació entre massa, radi i densitat per calcular el radi de l'exoplaneta.

  3. Quin valor s'utilitza per a la constant de gravitació universal (G) en els càlculs del problema?
    • a) 9,8 m/s²
    • b) 6,67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻²
    • c) 3,14
    • d) 1,38 × 10⁻²³ J/K

    Resposta: b) 6,67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻². La constant de gravitació universal (G) té un valor de 6,67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻². Aquest valor és fonamental per calcular forces gravitatòries i masses en problemes d'astronomia i física.

7. Problema sobre Ones Gravitatòries i Forats Negres

Flashcards

Què són les ones gravitatòries?
Perturbacions en l'espai-temps predites per la teoria general de la relativitat d'Einstein.
Quin premi va ser concedit després de la detecció de les ones gravitatòries?
Premi Nobel de Física
Què va originar les ones gravitatòries detectades?
La col·lisió de dos forats negres.
Qui va ser John Michell?
Un astrònom que va publicar sobre cossos amb velocitat d'escapament superior a la de la llum.

Preguntes tipus test

  1. Qui va predir l'existència de les ones gravitatòries?
    • a) Isaac Newton
    • b) Albert Einstein
    • c) John Michell
    • d) Galileo Galilei

    Resposta: b) Albert Einstein. Albert Einstein va predir l'existència de les ones gravitatòries en la seva teoria general de la relativitat.

  2. Quin premi es va concedir després de la detecció de les ones gravitatòries?
    • a) Premi Nobel de Química
    • b) Premi Nobel de la Pau
    • c) Premi Nobel de Física
    • d) Premi Nobel de Medicina

    Resposta: c) Premi Nobel de Física. La detecció de les ones gravitatòries va comportar la concessió del Premi Nobel de Física l'any 2017.

  3. Per què van ser originades les ones gravitatòries detectades?
    • a) L'explosió d'una supernova
    • b) La col·lisió de dos forats negres
    • c) La formació d'una estrella de neutrons
    • d) El Big Bang

    Resposta: b) La col·lisió de dos forats negres. Les ones gravitatòries detectades van ser originades per la col·lisió de dos forats negres.

I 42 flashcards i 28 preguntes més al document.

Més apunts de Física

Exàmens, temes i apunts de Física

Exámenes oficiales en PDF y soluciones: examenselectivitat.cat