Demuestra que la energía mecánica que tiene un satélite de masa m en órbita circular alrededor de un planeta de masa M y radio R es:
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donde h es la altura a la que se halla el satélite de la superficie del planeta.
Ejercicios, problemas y cuestiones sobre ley de gravitación universal, campo gravitatorio y fuerzas centrales, para estudiantes de 2.º de Bachillerato.
Demuestra que la energía mecánica que tiene un satélite de masa m en órbita circular alrededor de un planeta de masa M y radio R es:
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donde h es la altura a la que se halla el satélite de la superficie del planeta.
Calcula el potencial gravitatorio creado por un planeta que tiene una masa de
y un diámetro de 4 000 km, a una distancia de 1 000 km de su superficie.
Demuestra que si nos alejamos de la superficie terrestre una distancia igual al doble del radio de la Tierra, la aceleración de la gravedad resulta ser
, donde
es el valor de la aceleración de la gravedad en la super-cie de la Tierra.
a) En una determinada región del espacio existen dos puntos A y B en los que el potencial gravitatorio es el mismo . i) ¿Podemos concluir que los campos gravitatorios en A y en B son iguales? ii) ¿Cuál sería el trabajo realizado por el campo gravitatorio al desplazar una masa m desde A hasta B?
b) Dos masas de 2 y 4 kg se sitúan en los puntos A (2,0) m y B (0,3) m, respectivamente. i) Determina el campo y el potencial gravitatorio en el origen de coordenadas. ii) Calcula el trabajo realizado por la fuerza gravitatoria para trasladar una tercera masa de 1 kg desde el origen de coordenadas hasta el punto C (2,3) m.
Dato:
.
¿Qué profundidad tendría que tener un pozo orientado hacia el centro de la Tierra para que la intensidad del campo gravitatorio en el fondo fuese la misma que a una altitud de 6 400 km sobre la superficie de la Tierra?