Por favor me podéis ayudar en el ejercicio de un satélite geostationary que pesa 800kg:
Me piden:
a)calcular la órbita de su radio.
b)determinar el peso en esa órbita.
Gracias
Observa que un satélite geoestacionario realiza una revolución cada veinticuatro horas, luego su velocidad angular de revolución es:
ω = 2π*f = 2π*(1/24 rev/h) = 2π / 24*3600 = 7,272*10-5 rad/s.
Luego, planteamos que la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre el satélite es igual a la fuerza centrípeta (o radial) que lo mantiene en órbita, de acuerdo con la Segunda Ley de Newton (indicamos con M la masa de la Tierra, y con r el radio orbital):
G*M*m/r2 = m*ω2*r, hacemos pasaje de factor como divisor y queda:
G*M/r2 = ω2*r, hacemos pasaje de divisor como factor y queda:
G*M = ω2*r3, hacemos pasaje de factor como divisor y queda:
G*M/ω2 = r3, hacemos pasaje de potencia como raíz y queda:
∛(G*M/ω2) = r, que es el radio orbital del satélite.
Luego planteamos que el peso del satélite en su órbita es igual a la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre él:
P = G*M*m/r2
Observa que hemos indicado: G: constante de gravitación universal, M: masa de la Tierra, m: masa del satélite, r: radio orbital.
Espero haberte ayudado.
Buenos dias hice esto me quedaría solo operar me podrias ayudar ? Enunciado:Si quisiéramos que ese satélite orbitara circularmente la Tierra permaneciendo geoestacionario (es decir, siempre sobre la vertical del mismo punto de la superficie, como los satélites de comunicaciones), ¿a qué distancia del centro de la Tierra debería girar? Tomar como periodo de revolución terrestre 24 horas y como masa de la Tierra 5,98.1024 kg. G = 6,67•10-11 N m2 kg-2. (0,5 puntos)
b) Tiengo el dato adicional:
periodo orbital terrestre: T = 24 hs = 24*3600 = 86400 s,
luego su frecuencia orbital es: f = 1/T = 1/86400 = 1,16*10-5 Hz,
luego su velocidad angular es: ω = 2π*f = 7,272*10-5 rad/s,
aceleración centrípeta (en función de la velocidad angular): acp = ω2*r = 5,288*10-9 m/s2;
luego pasare al mismo planteo del inciso anterior, pero con el radio orbital geoestacionario (r) como incógnita:
|Fcp| = |Fg|, sustituyo las expresiones de los módulos de las fuerzas y queda:
m*acp = G*M*m/r2, hago el pasaje de factor como divisor y queda:
acp = G*M/r2, luego puedo continuar hasta despejar r y hacer el cálculo.( me falta esto)
Vamos con una ayuda:
acp = G*M/r2 sustituyes la expresión de la aceleración centrípeta (acp = ω2*r) y queda:
ω2*r = G*M/r2 haces pasaje de divisor como factor y queda:
ω2*r3 = G*M, haces pasaje de factor como divisor y queda:
r3 = G*M/ω2 haces pasaje de potencia como raíz y queda finalmente:
r = ∛( G*M/ω2 ), y solo queda que hagas el cálculo.
Espero haberte ayudado.
Buenas noches , me podrían ayudar con el sgte ejercicio de 4 ESO:
Una pelota pierde el 15% de su energía cinética cuando rebota en una acera de concreto. ¿A qué velocidad deberá usted lanzarla hacia abajo verticalmente desde una altura de 12.4 m para que rebote a esa misma
altura? Desprecie la resistencia del aire.
La energía inicial de la pelota (si debes darle alguna velocidad inicial) es:
Ei = 1/2m.v² + mgh
Cuando llega al suelo y pierde 15% de Ei, significa que rebota con el 85% de la energía que trae.
E(rebote) = 0,85.Ei
Esa energía con que rebota, debe ser suficiente para que llegue a la misma altura desde la que parte; es decir que E(rebote) = mgh
E(rebote) = mgh
(0,85).(1/2m.v² + mgh) = mgh
0,425 m.v² + 0,85mgh = mgh
0,425.m.v² = mgh - 0,85mgh
0,425.m.v² = mgh(1-0,85)
0,425.m.v² = 0,15.mgh
v² = (0,15mgh)/(0,425m)
simplificamos las masas y reemplazamos con los datos:
v² = 0,15.(9,8m/s²).(12,4m)/0,425
v² = 42,889 m²/s²
v = √(42,889m²/s²)
v = 6,549 m/s
Establecemos un eje de alturas OY, con origen al nivel del suelo y sentido positivo hacia arriba. Luego, observa que tienes cuatro momentos:
1) Inicio, con hi = 12,4 m, vi = a determinar, energía mecánica: EMi = EPi + ECi = M*g*hi + (1/2)*M*vi2;
2) llegada al suelo antes del choque: ha = 0, va = a determinar, energía mecánica: EMa = EPa + ECa = M*g*ha + (1/2)*M*va2 = 0 + (1/2)*M*va2 = (1/2)*M*va2;
3) salida del suelo después del choque: hd = 0, vd = a determinar, energía mecánica: EMd = EPd + ECd = M*g*hd + (1/2)*M*vd2 = 0 + (1/2)*M*va2 = (1/2)*M*vd2;
4) final: hf = 12,4 m, vf = 0, energía mecánica: EMf = EPf + ECf = M*g*hi + (1/2)*M*vi2 = M*g*hi + 0 = M*g*hi.
Luego, planteamos:
a) conservación de la energía mecánica entre los instantes 1 y 2:
EMi = EMa, sustituimos expresiones y queda la ecuación:
M*g*hi + (1/2)*M*vi2 = (1/2)*M*va2, multiplicamos en todos los términos de la ecuación por 2/M y queda:
2*g*hi + vi2 = va2 (1);
b) relación entre los módulos de las velocidades entre los instantes 2 y 3:
vd = (1 - 15/100)*va, resuelves el coeficiente y queda:
vd = 0,85*va (2);
c) conservación de la energía mecánica entre los instantes 3 y 4:
EMf = EMd, sustituimos expresiones y queda la ecuación:
M*g*hf + 0 = (1/2)*M*vd2, multiplicamos en todos los términos de la ecuación por 2/M, cancelamos el término nulo, y queda:
2*g*hf = vd2 (3).
Luego, con las ecuaciones señaladas (1) (2) (3) queda el sistema:
2*g*hi + vi2 = va2 (observa que sus incógnitas son vi y va)
vd = 0,85*va (observa que sus incógnitas son va y vd)
2*g*hf = vd2 (observa que su incógnitas es vd).
Luego, solo queda que resuelvas el sistema de ecuaciones, haz el intento y si te resulta necesario, no dudes en volver a consultar.
Espero haberte ayudado.
Hola a todos, podrian revisar este procedimiento? el problema dice:
Un hombre de tira a una velocidad constante un bloque de masa M = 65 kg por medio de una cuerda que forma un ángulo de 45 ° respecto a la horizontal. La tensión de la cuerda es un valor de 100 N.
a) ¿Cuánto es el coeficiente de fricción dinámica entre el bloque y el plano horizontal?
b) ¿Cuál es el trabajo de la fuerza de fricción, mientras que el hombre arrastra el bloque para una distancia de 10
Hola, tengo una duda en este caso, esta claro que hay Tensión en ambas cuerdas, pero mi duda es, la magnitud de la tensión que hay en el bloque 1 no será la misma que el peso del bloque 2? ya que el peso del bloque 2 es el que empuja para abajo (suponiendo que el bloque 2 es el que baja) y transmite su fuerza hasta formar tensión en el bloque 1. No he visto ejercicios en donde se diga que son iguales, pero me queda la duda, ya que mi lógica me dice que es asi, o tal vez no, por eso quería saber como lo ven ustedes. Gracias
Hola,
Tengo el siguiente ejercicio de 1º de Bachillerato sobre velocidad orbital, y momento angular. Se que esto ya lo explicaste en un video de youtube, pero sigo sin encontrar una solucion al apartado de la velocidad areolar. Este es el problema:
Un satélite artificial, de masa 2000 kg, describe una órbita circular de radio 36.000 km respecto al centro de la Tierra. Calcular:
a. La velocidad orbital del satélite
b. El momento angular respecto al centro de la Tierra
c. Su velocidad areolar
Datos: MTierra = 5,98 . 1024 kg; G = 6,67 . 10-11 N m2/kg2
Hola Miguel,
No estoy 100% seguro de la respuesta pero creo que es algo así:Para a) es fácil. El satélite se mueve debido a la fuerza gravitatoria, esta fuerza es perpendicular. Por lo tanto, Fg =Fcentrípeta.
Usando las formulas para cada fuerza y despejando para v te encuentras que v=(GM/r)0.5 M es la masa de la tierra y r la distancia de la óribta respecto al centro de la Tierra.
Para b) Puedes usar la formula de momento angular, como el la velocidad del satélite es perpendicular a la posición respecto a la tierra (recuerda, en movimiento circular r y v son perpendiculares) esta formula se simplifica a L=m*r*v
c) La definición de velocidad areolar varía, no se como lo habrás visto en clase pero creo que la manera más fácil de entenderlo es el área que el satélite barre respecto al centro de la tierra cada segundo (derivada del çarea por tiempo). El área de un sector es A=(1/2)*θ*r^2(θ es el ángulo del sector).
Por lo tanto dA/dt= (1/2)*dθ/dt. dθ/dt es la velocidad angular w=v/r.
Por lo tanto dA/dt=(1/2)*r*v
Buenos días:
Tengo el sgte ejercicio de 4 ESO
Una masa de 20 kg cae libremente desde una altura de 2 m. Cuando ha caído 0,5 m su energía cinética será:
a) Igual a la energía potencial que tenía antes de caer
b) La mitad de la energía potencial inicial.
c) Un cuarto de la energía potencial inicial.
d) El doble de la energía potencial inicial.
e) Cuatro veces la energía potencial inicial.
Si recuerdas, la energía siempre se conserva.
Por lo tanto, este problema se puede resolver usando conservación de la energía dado que la energía total será siempre una suma de la energía potencial y la energía cinética (ET=Ep+Ec)
La formula para energía potencial es Ep=m*g*h, m es la masa, g es la gravedad, y h es la altura a la que se encuentra la masa.
Antes de iniciar el movimiento, el cuerpo no tiene energía cinética, por lo que su energía total es igual ET=Ep=m*g*h=20*g*2.
Cuando ha caído 0.5 m, se encuentra a una altura de 2-0.5=1.5 m. Por lo tanto su energía potencial será Ep=20*g*1.5 y la energía cinética no sabemos todavía.
Recordando que la energía se conserva. La energía total antes de iniciar el movimiento debe ser igual a la energía total cuando ha caído 0.5 metros. Por lo tanto:
·20*g*2=20*g*1.5 + Ec. Entonces, Ec=20*g*2-20*g*1.5=0.5*20*g.
Comparando esto con la energía potencial inicial (2*20*g), la energía cinética es 1/4 de la energía potencial inicial y la respuesta correcta es la c).
universidad: Dinámica de fluidos
¿porque en la formula de Bernouilli en términos de altura, en la presiones se pone pa-p0 y no simplemente pa?
Me dicen que arrastrando un cuerpo de 25kg a lo largo de un plano horizontal. Si el coeficiente de friccion µ = 0,1., calcular la distancia viajada después de 5 seg.
Ejercicio de 4 ESO
GRACIAS