FIS U2 EU ERGL
Páginas: 7 (1652 palabras)
Publicado: 21 de mayo de 2015
Proyecto
"La puesta en órbita de un satélite geoestacionario de un kilogramo de peso".
Objetivo
Desarrollar el modelo de la puesta de un satélite geoestacionario de un kilogramo de peso usando las leyes de la gravitación universal.
Introducción
Para conseguir la órbita geoestacionaria de los satélites, la distancia a la que se ha de situar estos sobre el ecuador de la tierra es de35.806Km, sin embargo el satélite no está realmente fijo en el espacio, si no que viaja una velocidad elevada, unos 11,000 Km/h. a esa velocidad el satélite circunda la tierra describiendo una circunferencia una vez cada 24horas, es decir, en el mismo tiempo que tarda la tierra en girar sobre su propio eje, produciéndose en consecuencia la sensación de que el satélite esta inmóvil en el espacioaunque, en realidad, tanto el punto determinado en la Tierra como el satélite viajan a gran velocidad.
El movimiento circular uniforme es un movimiento a lo largo de una circunferencia de radio r con una celeridad constante v. Aun cuando la celeridad se mantiene constante, la aceleración no es nula porque la dirección del vector velocidad varía continuamente. Según la ecuación: , hay aceleraciónsiempre que el vector velocidad varié en magnitud o en dirección.
En el caso del movimiento circular uniforme, la aceleración se denomina aceleración centrípeta porque en todo momento está dirigida hacia el centro de la circunferencia. Así, al moverse el cuerpo varia la dirección de la aceleración. La magnitud de dicha aceleración está relacionada con la celeridad v y con el radio r por laexpresión
Notemos que v2/r tiene unidades de una aceleración: [V2/r]= (m/s)2 / m = m/s2.
Como la celeridad v es constante, la distancia s que recorre el cuerpo a lo largo de la circunferencia es un tiempo t viene dada por
s=vt
Modelo Teórico
Órbita Geoestacionaria
La orbita Geosíncrona es la órbita alrededor de la tierra descrita por un satélite artificial con un periodo exactamente igual alperiodo de rotación de la Tierra sobre su eje, es decir 23horas, 56 minutos, 4.1 segundos. Si la órbita esta inclinada con respecto al plano ecuatorial, el satélite visto desde la Tierra parecerá trazar un camino en forma de ocho una vez cada 24 horas. Si la órbita esta en plano ecuatorial y es circular, el satélite parecer estar estacionario. Esto se denomina orbita estacionaria u órbitageoestacionaria y ocurre a una altitud de 35900km. La mayoría de los satélites de comunicaciones están en orbitas geoestacionarias con tres o más de ellos situados alrededor de la órbita para dar cobertura mundial.
Figura 1. Modelo de una órbita geoestacionario.
Las órbitas geoestacionarias son útiles debido a que un satélite parece estático respecto a un punto fijo de la Tierra en rotación. Elsatélite orbita en la dirección de la rotación de la Tierra, a una altitud de 35,786 km. Esta altitud es significativa ya que produce un período orbital igual al período de rotación de la Tierra, conocido como día sideral.
Para que la órbita sea geoestacionaria el periodo orbital del satélite ha de ser el mismo que el periodo sidéreo de la rotación terrestre (23horas, 56 minutos).
Movimientocircular de una partícula
Aceleración centrípeta en MCU
La aceleración centrípeta se calcula como la velocidad tangencial al cuadrado sobre el radio o cómo la velocidad angular por la velocidad tangencial:
(1)
Frecuencia
La frecuencia mide la cantidad de vueltas que se dan en un período de tiempo (normalmente un segundo). La unidad más común es el Hertz. Un Hertz equivale a una vuelta en unsegundo (1 / s).
(2)
Período
El período mide el tiempo que se tarde en dar una vuelta completa y se mide en segundos. Es la inversa de la frecuencia.
(3)
De la misma forma la frecuencia se puede calcular como la inversa del período.
Ley Gravitación universal
La constante de gravitación universal es una constante física obtenida de forma empírica, que determina la intensidad de la...
"La puesta en órbita de un satélite geoestacionario de un kilogramo de peso".
Objetivo
Desarrollar el modelo de la puesta de un satélite geoestacionario de un kilogramo de peso usando las leyes de la gravitación universal.
Introducción
Para conseguir la órbita geoestacionaria de los satélites, la distancia a la que se ha de situar estos sobre el ecuador de la tierra es de35.806Km, sin embargo el satélite no está realmente fijo en el espacio, si no que viaja una velocidad elevada, unos 11,000 Km/h. a esa velocidad el satélite circunda la tierra describiendo una circunferencia una vez cada 24horas, es decir, en el mismo tiempo que tarda la tierra en girar sobre su propio eje, produciéndose en consecuencia la sensación de que el satélite esta inmóvil en el espacioaunque, en realidad, tanto el punto determinado en la Tierra como el satélite viajan a gran velocidad.
El movimiento circular uniforme es un movimiento a lo largo de una circunferencia de radio r con una celeridad constante v. Aun cuando la celeridad se mantiene constante, la aceleración no es nula porque la dirección del vector velocidad varía continuamente. Según la ecuación: , hay aceleraciónsiempre que el vector velocidad varié en magnitud o en dirección.
En el caso del movimiento circular uniforme, la aceleración se denomina aceleración centrípeta porque en todo momento está dirigida hacia el centro de la circunferencia. Así, al moverse el cuerpo varia la dirección de la aceleración. La magnitud de dicha aceleración está relacionada con la celeridad v y con el radio r por laexpresión
Notemos que v2/r tiene unidades de una aceleración: [V2/r]= (m/s)2 / m = m/s2.
Como la celeridad v es constante, la distancia s que recorre el cuerpo a lo largo de la circunferencia es un tiempo t viene dada por
s=vt
Modelo Teórico
Órbita Geoestacionaria
La orbita Geosíncrona es la órbita alrededor de la tierra descrita por un satélite artificial con un periodo exactamente igual alperiodo de rotación de la Tierra sobre su eje, es decir 23horas, 56 minutos, 4.1 segundos. Si la órbita esta inclinada con respecto al plano ecuatorial, el satélite visto desde la Tierra parecerá trazar un camino en forma de ocho una vez cada 24 horas. Si la órbita esta en plano ecuatorial y es circular, el satélite parecer estar estacionario. Esto se denomina orbita estacionaria u órbitageoestacionaria y ocurre a una altitud de 35900km. La mayoría de los satélites de comunicaciones están en orbitas geoestacionarias con tres o más de ellos situados alrededor de la órbita para dar cobertura mundial.
Figura 1. Modelo de una órbita geoestacionario.
Las órbitas geoestacionarias son útiles debido a que un satélite parece estático respecto a un punto fijo de la Tierra en rotación. Elsatélite orbita en la dirección de la rotación de la Tierra, a una altitud de 35,786 km. Esta altitud es significativa ya que produce un período orbital igual al período de rotación de la Tierra, conocido como día sideral.
Para que la órbita sea geoestacionaria el periodo orbital del satélite ha de ser el mismo que el periodo sidéreo de la rotación terrestre (23horas, 56 minutos).
Movimientocircular de una partícula
Aceleración centrípeta en MCU
La aceleración centrípeta se calcula como la velocidad tangencial al cuadrado sobre el radio o cómo la velocidad angular por la velocidad tangencial:
(1)
Frecuencia
La frecuencia mide la cantidad de vueltas que se dan en un período de tiempo (normalmente un segundo). La unidad más común es el Hertz. Un Hertz equivale a una vuelta en unsegundo (1 / s).
(2)
Período
El período mide el tiempo que se tarde en dar una vuelta completa y se mide en segundos. Es la inversa de la frecuencia.
(3)
De la misma forma la frecuencia se puede calcular como la inversa del período.
Ley Gravitación universal
La constante de gravitación universal es una constante física obtenida de forma empírica, que determina la intensidad de la...
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