P012. Problema 12 (Campo Gravitatorio). Energía mecánica. Velocidad orbital. Periodo de rotación.

El problema pertenece a la unidad “Campo Gravitatorio” del temario de Física de 2º de Bachillerato y en él se trabajan conceptos como la energía mecánica, la velocidad orbital y el periodo de rotación de un satélite que gira en torno a la Tierra. También se aborda el cálculo de la energía necesaria para sacarlo del campo gravitatorio terrestre.

Enunciado

Un satélite artificial, con los motores apagados, describe una órbita circular de radio R = 2,55.10⁷ m. en torno a la Tierra.

a) Calcula la velocidad orbital del satélite y el periodo de la órbita.

b) Calcula la energía cinética y la energía potencial gravitatoria del satélite, de masa m = 5.10³ kg.

c) ¿Cuánto trabajo tendrían que realizar, como mínimo, los motores del satélite para escapar de la atracción gravitatoria de la Tierra? Explica tu planteamiento.

DATOS: G = 6,67.10^-11 Nm²kg^-2

              Masa de la Tierra, M = 5,98.10²⁴ kg