NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Gravitación)
 

¡no me salen!

NMS 4.04- Hallar a qué altura sobre la superficie terrestre la aceleración de la gravedad se reduce a la mitad de la que existe a nivel del mar. ¿A qué
altura se hace cero? Radio terrestre: 6.360 km.

La aceleración de la gravedad, g, es la que adquiere un cuerpo cualquiera cuando sobre él actúa una sola fuerza: la fuerza gravitatoria (que en las cercanías de la superficie terrestre recibe el nombre de peso) en una caída libre, por ejemplo.

Tomemos ése ejemplo, que es el más sencillo: el de la caída libre. El peso, lo acabo de decir, no es otra que la fuerza gravitatoria; entonces podemos escribir que para un cuerpo de masa m se cumple la segunda ley de la dinámica:

P = FG = m . g

Y también se cumple la Ley de la Gravitación Universal:

FG = G . m. M / RT²

Combinando ambas (se están refiriendo a la misma fuerza)...

m . g = G . m. M / RT²

cancelemos la masa del cuerpo, que aparece en ambos miembros,

g = G . M / RT²                                  [1]

Donde -repasemos- M es la masa de la Tierra y RT , su radio (que es la distancia entre los centros de masa de los cuerpos que se están atrayendo: Tierra y el cuerpo de masa m que se halla en la cercanía de la superficie, sup.).

Como esta fuerza decrece al aumentar la distancia entre los cuerpos es lógico aceptar que allá lejos, en alguna parte, la fuerza será tal que el cuerpo se acelere en su caída la mitad de lo que se acelera acá en la superficie de la Tierra. Si escribo esto con una ecuación sería algo así:

        m .½ g = G . m . M / D²

cancelemos la masa del cuerpo, que aparece en ambos miembros,

        ½ g = G . M / D²

o sea:

        g = 2 . G . M / D²                               [2]

donde D es esa distancia desde el centro de la Tierra hasta donde eso ocurre (que la aceleración de caída valga la mitad de lo que vale acá).

Si combino ambas ecuaciones [1] y [2] obtenemos:

         = 2 RT²

        D = 1,41 RT

        h = D — RT = 0,41 RT

  h = 2.600 km  
   
  Se alcanza a ver que soy yo, ¿cierto?
 
DISCUSION: La Ley de gravitación muestra que por grande que sea la distancia que separa los cuerpos la fuerza gravitatoria no se anula, por lo tanto, la aceleración que produce tampoco. Eso dice la teoría... pero todo dependerá de con qué instrumento seas capaz de medirla.  
DESAFIO: Averiguame en Internet o en alguna enciclopedia a qué se llama velocidad de escape.  
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