viernes, 18 de enero de 2019

Física Final Ago17 T2 - 12 Dinámica


12. Un planeta de radio R está acompañado por dos satélites que describen órbitas circulares con velocidades angulares constantes a su alrededor. Respecto al centro del planeta, el satélite A se encuentra a una distancia 3R en tanto que el B está a una distancia 2R. Indicar cuál de las afirmaciones que siguen es la única correcta:

 a velocidad angular del satélite A es mayor que la del B.
Falso

Ecuación de Newton del satélite

Según el eje radial -------- > ∑ F = Fg = M ac

donde
Fg = fuerza gravitatoria = G Mp M / D2
G = coeficiente gravitación universal
Mp = masa del planeta
M = masa del satélite
D = radio orbital
ac = aceleración centrípeta = ω2 D
ω = velocidad angular

reemplazando
G Mp M / D2 = M ω2 D

Despejando ω2
ω2  = G Mp / D3

Esta ecuación vale para cada satélite
ωA2  = G Mp / DA3 = G Mp / (3R)3 = G Mp / (27 R3)
ωB2  = G Mp / DB3 = G Mp / (2R)3 = G Mp / (8 R3)

El cociente entre ambas
(ωA / ωB)2  = 8 / 27 ------ > ωA / ωB  = √(8 / 27) = 0,54 ------- > ωA < ωB


 Como sus velocidades son constantes, sus aceleraciones son nulas.
Falso
Movimiento circular  ------ > aceleración centrípeta ≠ 0

 La velocidad tangencial de ambos satélites es la misma.
Falso

Velocidad tangencial = velocidad angular * radio

Esta ecuación vale para cada satélite
vA = ωA DA = ωA 3R
vB = ωB DB = ωB 2R

el cociente entre ambas
vA / vB = ωA 3R / ωB 2R = 3/2 * 0,54 = 0,82  ----- > vA ≠  vB

 El período del satélite A es mayor que el de B.
Verdadero

Velocidad angular = 2π / Periodo (τ)

Esta ecuación vale para cada satélite
ωA = 2π / τA
ωB = 2π / τB

el cociente entre ambas
ωA / ωB = (2π / τA) / (2π / τB) = τB / τA = 0,54 ------ > τA > τB

 El satélite B tiene menor aceleración que el A.
Falso

ac =  ω2 D

Esta ecuación vale para cada satélite
acA = ωA2 DA = ωA2 3R
acB = ωB2 DA = ωB2 2R

el cociente entre ambas
acA / acB = (ωA / ωB) 2  3/2 = 8/27  3/2 = 4/9  ------ > acA < acB


 Ambos tienen la misma velocidad angular.
Falso
ωA / ωB  =  0,54 ------- > ωA ≠ ωB


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