Este documento presenta 10 problemas relacionados con la fuerza centrípeta y satélites. Los problemas calculan períodos de rotación, velocidades, aceleraciones centrípetas y masas de cuerpos celestes como la Tierra y el Sol usando las leyes de la fuerza centrípeta y la gravedad.

1.
Colegio Ntra. Sra. de la Fuencisla · Segovia
Problemas
de
fuerza
centrípeta
y
satélites
1. Un
satélite
meteorológico
gira
a
10! 𝑘𝑚
de
altura
sobre
la
superficie
de
la
Tierra.
¿Cuál
es
su
periodo
de
rotación?
𝑅 ! = 6370 𝑘𝑚
Sol:
𝑻 = 𝟓 𝒉 𝟒𝟓 𝐦𝐢𝐧 𝟐𝟔 𝒔
2. Un
satélite
artificial
gira
alrededor
de
la
Tierra,
en
una
órbita
circular,
a
una
altura
de
450
km
sobre
la
superficie.
Halla
su
velocidad,
su
periodo
de
revolución
y
su
aceleración
centrípeta.
𝑅 ! = 6370 𝑘𝑚
Sol:
𝐯 = 𝟕𝟕𝟏𝟑! 𝟒𝟐 𝐦/𝐬 𝐓 = 𝟓𝟓𝟓𝟓! 𝟒𝟐 𝐬 𝐚 𝐧 = 𝟖! 𝟕𝟐 𝐦/𝐬 𝟐
3. Un
satélite
da
una
vuelta
a
la
Tierra
cada
98
minutos
a
una
altura
de
500
km.
Halla
la
masa
de
la
Tierra.
𝑅 ! = 6370 𝑘𝑚
Sol:
𝑴 𝑻 = 𝟓! 𝟓𝟓 · 𝟏𝟎 𝟐𝟒 𝒌𝒈
4. Halla
la
masa
de
la
Tierra
sabiendo
que
la
Luna
tiene
un
periodo
de
2! 36 · 10! 𝑠
y
se
encuentra
a
una
distancia
media
de
384000
km.
Sol:
𝑴 𝑻 = 𝟔 · 𝟏𝟎 𝟐𝟒 𝒌𝒈
5. Halla
la
masa
del
Sol
sabiendo
que
la
distancia
media
Tierra
–
Sol
es
de
150
millones
de
km.
Sol:
𝑴 𝑺 = 𝟐 · 𝟏𝟎 𝟑𝟎 𝒌𝒈
6. Halla
la
altura
sobre
la
superficie
de
la
Tierra
a
la
que
debe
encontrarse
un
satélite
geoestacionario,
es
decir,
que
siempre
se
encuentra
sobre
el
mismo
punto
de
la
superficie
terrestre.
Sol:
𝒉 = 𝟑! 𝟓𝟖 · 𝟏𝟎 𝟕 𝒎
7. ¿Cómo
varía
la
velocidad
de
órbita
de
un
satélite
si
lo
alejamos?
¿Y
si
lo
acercamos?
8. ¿A
qué
distancia
del
centro
de
la
Tierra
y
exteriormente
a
esta
la
intensidad
del
campo
gravitatorio
terrestre
es
igual
a
su
valor
en
un
punto
interior
a
la
Tierra
y
equidistante
del
centro
y
de
la
superficie?
Tomar
el
radio
de
la
Tierra
como
𝑅 ! = 6370 𝑘𝑚.
Sol:
𝒅 = 𝟔𝟑𝟕𝟎 𝟐 𝒌𝒎
9. El
satélite
de
un
planeta
cuya
órbita
tiene
un
radio
orbital
medio
de
9400
km
completa
una
revolución
en
torno
a
su
planeta
en
460
minutos.
Halla
la
masa
del
planeta.
Sol:
𝑴 = 𝟔! 𝟒𝟓 · 𝟏𝟎 𝟐𝟑 𝒌𝒈
10. Dado
que
la
Tierra
está
girando
¿es
correcto
decir
que
la
aceleración
de
un
cuerpo
en
su
superficie
es
de
9! 8 m/s ! ?
¿No
tendríamos
que
tener
en
cuenta
los
efectos
de
la
fuerza
centrífuga
para
obtener
la
aceleración
total?
Camino
de
la
Piedad,
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