Interacción Gravitatoria

TEMA 1: INTERACCIÓN GRAVITATORIA

1. Un bloque de masa m cuelga del extremo inferior de un resorte de masa despreciable, vertical y fijo por su extremo superior.
a) Indica las fuerzas que actúan sobre la partícula explicando si son o no conservativas.
b) Se tira del bloque hacia abajo y se suelta, de modo que oscila verticalmente. Analiza las variaciones de energía cinética y potencial delbloque y del resorte en una oscilación completa. (JUNIO-A-1999)
2. Un bloque de 5 kg se desliza con velocidad constante por una superficie horizontal mientras se le aplica una fuerza de 10 N, paralela a la superficie.
a) Dibuja en un esquema todas las fuerzas que actúan sobre el bloque y explica el balance trabajo-energía en un desplazamiento del bloque de 0.5 m.
b) Dibuja en otro esquema lasfuerzas que actuarían sobre el bloque si la fuerza que se le aplica fuera de 30 N en una dirección que forma 60⁰ con la horizontal, e indica el valor de cada fuerza. Calcula la variación de energía cinética del bloque en un desplazamiento de 0.5 m.
Dato: g= 10 m∙s-2 (JUNIO-B-1999)
3. Un cuerpo, inicialmente en reposo a una altura de 150 km sobre la superficie terrestre, se deja caer libremente.a) Explica cualitativamente cómo varían las energías cinética, potencial y mecánica del cuerpo durante el descenso, si se supone nula la resistencia del aire, y determina la velocidad del cuerpo cuando llega a la superficie terrestre.
b) Si, en lugar de dejar caer el cuerpo, lo lanzamos verticalmente hacia arriba desde la posición inicial, ¿cuál sería su velocidad de escape?
Datos: G = 6,67∙10–11 N m2 kg –2; RT = 6400 km; MT = 6 · 1024 kg (JUNIO-A-2000)
4. a) ¿Qué se entiende por fuerza conservativa? ¿Y por energía potencial? Indica algunos ejemplos de fuerzas conservativas y no conservativas.
b) ¿Puede un mismo cuerpo tener más de una forma de energía potencial? Razona la respuesta aportando algunos ejemplos. (JUNIO-B-2000)
5. Supón que la Tierra redujese su radio a la mitadmanteniendo su masa.
a) ¿Aumentaría la intensidad del campo gravitatorio en su nueva superficie?
b) ¿Se modificaría sustancialmente su órbita alrededor del Sol? Justifica las respuestas. (JUNIO-A-2001)
6. El satélite de investigación europeo (ERS-2) sobrevuela la Tierra a 800 km de altura. Supón su trayectoria circular y su masa de 1000kg.
a) Calcula, de forma razonada, la velocidad orbital delsatélite.
b) Si suponemos que el satélite se encuentra sometido únicamente a la fuerza de gravitación debida a la Tierra, ¿por qué no cae sobre la superficie terrestre? Razona la respuesta.
Datos: RT= 6370 Km; g= 10 m∙s-2 (JUNIO-B-2001)
7. a) Enuncia la ley de gravitación universal y comenta el significado físico de las magnitudes que intervienen en ella.
b) Según la ley de gravitaciónuniversal, la fuerza que ejerce la Tierra sobre un cuerpo es proporcional a la masa de este. ¿Por qué no caen más deprisa los cuerpos con mayor masa? (JUNIO-A-2002)
8. La nave espacial Apolo XI orbitó alrededor de la Luna con un período de 119 minutos y a una distancia media al centro de la Luna de 1,8∙106 m. Suponiendo que su órbita fue circular y que la Luna es una esfera uniforme:
a) Determina lamasa de la Luna y la velocidad orbital de la nave.
b) ¿Cómo se vería afectada la velocidad orbital si la masa de la nave espacial se hiciese el doble? Razona la respuesta.
Dato: G = 6,67∙10 –11 N m2 kg –2 (JUNIO-B-2002)
9. a) Explique las analogías y diferencias entre las interacciones gravitatoria y electrostática.
b) ¿Qué relación existe entre el período y el radio orbital de dos satélites?(JUNIO-A-2003)
10. a) Haciendo uso de consideraciones energéticas, determine la velocidad mínima que habría que imprimirle a un objeto de masa m, situado en la superficie de un planeta de masa M y radio R, para que saliera de la influencia del campo gravitatorio del planeta.
b) Se desea que un satélite se encuentre en una órbita geoestacionaria. ¿Con qué período de revolución y a qué altura...