NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Leyes de Newton, gravitación)
 

¡no me salen!

NMS 4.26* - Un planeta tiene la misma masa que la Tierra, pero su radio es el doble. Un cuerpo en caída libre dejado caer en las cercanías de la superficie del planeta, al cabo de un intervalo de tiempo Δt tendría:
    a) la misma rapidez que tendría si cayera en las cercanías de la superficie de la Tierra.
    b) la cuarta parte de la rapidez que tendría si cayera en las cercanías de la superficie de la Tierra.
    c) el cuádruple de la rapidez que tendría si cayera en las cercanías de la superficie de la Tierra.
    d) el doble de la rapidez que tendría si cayera en las cercanías de la superficie de la Tierra.
    e) la mitad de la rapidez que tendría si cayera en las cercanías de la superficie de la Tierra.
    f) la octava parte de la rapidez que tendría si cayera en las cercanías de la superficie de la Tierra.

 

Todo pasa por hallar la aceleración de caída libre, g', en la superficie del planeta.

   
  FGP =   G . MP m        

RP²

Donde FGP es la fuerza gravitatoria un cuerpo en caída libre y el planeta, G es la constante de gravitación universal, MP la masa del planeta, m es la masa del cuerpo y RP es el radio del planeta.

Por otro lado el cuerpo, durante la caída,cumple con la segunda ley de Newton

FGP = m g'

Si igualamos las dos ecuaciones, tenemos:

  g' =   G . MP        

RP²
   

Si repitiésemos para un cuerpo cayendo en la Tierra, obtendríamos lo mismo:

   
  g =   G . MT        

RT²
   
Recordando que el planeta tiene un radio doble que el de la Tierra y su misma masa:    
  g' =   G . MP        

4 RT²
   

Combinando ambas:

g' = g / 4 = 10 m/s² = 2,5 m/s²

Ahora podemos analizar las opciones.

a) la misma rapidez que tendría si cayera en las cercanías de la superficie de la Tierra. FALSO. La rapidez viene dada por la segunda ecuación horaria del MRUV

v = a . Δt

Luego, a mayor aceleración, mayor rapidez.

b) la cuarta parte de la rapidez que tendría si cayera en las cercanías de la superficie de la Tierra. VERDADERO.

v = g . Δt (en la Tierra)
v' = g' . Δt (en el planeta)

A igual intervalo de tiempo, como g' es la cuarta parte de g, v' (la rapidez en el planeta) será la cuarta parte de la que tendría en la Tierra.

Y todas las demás FALSAS, también.

 

   
  la cuarta parte de la rapidez que tendría si cayera en las cercanías de la superficie de la Tierra opción b)
   

Si viajas a un planeta distinto de la Tierra, no olvides llevar una compu para seguir leyendo los No me salen.

   
     
*Este ejercicio formó parte del final de Física tomado el 7 de diciembre de 2018. Para ver el examen completo haga click ACÁ.
 

DESAFIO: ¿Y los desplazamientos?

 
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