Download estrella órbita -van

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1
La fuerza gravitacional entre dos objetos es
proporcional a
A la distancia entre los dos objetos.
B
el cuadrado de la distancia entre los dos
objetos.
C el producto de los dos objetos.
D el cuadrado del producto de los dos objetos.
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2
Dos cuerpos se atraen entre sí gravitacionalmente.
Si la distancia entre sus centros es reducido a la
mitad, la fuerza gravitacional...
A se corta a la cuarta.
B se redujo a la mitad.
C es el doble.
D se cuádrupla
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3
Dos objetos con masas m1 y m2, están separados
originalmente a una distancia r. La magnitud de la
fuerza gravitacional entre ellas es F. Las masas se
cambian a 2m1 y 2m2, y la distancia entre ellos
cambia a 4r. ¿Cuál es la magnitud de la nueva
fuerza gravitacional?
A F/16
B F/4
C 16F
D 4F
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4
Como un cohete se aleja de la superficie de la
Tierra, el peso del cohete...
A aumenta.
B disminuye.
C sigue siendo lo mismo.
D depende qué tan rápido se está moviendo.
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5
Un planeta hipotético tiene una masa de la mitad de
la Tierra y un radio de dos veces mas de la Tierra.
¿Cual es la aceleración de la gravedad de este
planeta en términos de g (la aceleración de la
gravedad en La tierra)?
A g
B g/2
C g/4
D g/8
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6
Dos planetas tienen la misma gravedad en la
superficie, pero el planeta B tiene el doble de la
masa del planeta A. Si planeta A tiene un radio r,
¿cuál es el radio del planeta B?
A 0,707r
B r
C 1,41r
D 4r
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7
Supongan que el radio orbital de un planeta sea r y
el período orbital sea T. ¿Qué cantidad es constante
para todos los planetas orbitando alrededor del Sol?
A T/R
B T/R2
C T2/R3
D T3/R2
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8
Un planeta es descubierto en que órbita alrededor
de una estrella en el Galaxia de Andrómeda, con el
mismo diámetro orbital como de la Tierra alrededor
de nuestro sol. Si la estrella tiene 4 veces mas de la
masa de nuestro Sol, ¿cual será el período de la
revolución de este nuevo planeta, en comparación
con el Período orbital de la Tierra?
A un cuarto de lo tanto
B la mitad
C dos veces más
D cuatro veces más
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9
La velocidad del cometa Halley, mientras viaja en
su órbita elíptica alrededor del Sol, es..
A constante.
B aumenta a medida que se acerca al sol.
C disminuye a medida que se acerca al sol.
D igual a cero en dos puntos en la órbita.
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10
El átomo de hidrógeno constate de un protón de
masa 1,67×10-27 kg y un electrón en órbita de masa
9,11×10-31 kg. En una de sus órbitas, el electrón esta
5,3 × 10-11 m desde el protón. ¿Cuál es la mutua
fuerza de atracción entre el electrón y el protón?
A 1,8×10-47 N
B 3,6×10-47 N
C 5,4x10-47 N
D 7,0×10-47 N
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11
La fuerza gravitatoria de atracción entre dos masas
es F. Si las masas se mueven a la mitad de su
distancia inicial, ¿cuál es la fuerza de gravedad de
atracción?
A 4F
B 2F
C F/2
D F/4
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12
Un planeta con simetría esférica tiene cuatro veces
la masa de la Tierra y el doble de su radio. Si un
frasco de mantequilla de maní pesa 12 N en la
superficie de la La tierra, ¿cuánto pesa en la
superficie de este planeta?
A 6.0 N
B 12 N
C 24 N
D 36 N
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13
Un satélite rodea Marte a una distancia por encima
de su superficie equivalente a tres veces el radio
de Marte. La aceleración de gravedad del satélite,
en comparación con la aceleración de la gravedad
en la superficie de Marte, es
A cero.
B lo mismo.
C una tercera de lo tanto
D un dieciseisavo de lo tanto.
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14
Un satélite está en una baja órbita circular
alrededor de la Tierra (es decir, que sólo roza la
superficie de la Tierra). ¿Cual es la velocidad del
satélite? (El radio promedio de la La Tierra es de
6,38×106 m.)
A 5,9 km/s
B 6,9 km/s
C 7,9 km/s
D 8,9 km/s
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15
Dos lunas órbitan un planeta en órbitas casi
circulares. Luna A tiene un radio de órbita r, y Luna
B tiene un radio de órbita 4r. Luna A demora 20
días para completar una órbita. ¿Cuánto tiempo se
tarda Luna B en completar una órbita?
A 20 días
B 80 días
C 160 días
D 320 días
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16
El planeta Júpiter esta 7,78×1011 m desde el sol.
¿Cuánto tiempo se demora Júpiter para hacer una
orbita alrededor del Sol? (La distancia de la Tierra
al Sol es 1,50×1011 m.)
A 1 año
B 3 años
C 6 años
D 12 años
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¿Cuál es la fuerza gravitacional que actúa sobre
una persona de 70 kg de pie que esta en la Tierra
debido a la luna? La masa de la Luna es
7,36x1022 kg y la distancia hasta la Luna es de
3,8x108 m.
A 0,24 N
B 0,024 N
C 0,0024 N
D 0,00024 N
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18
La masa de la Luna de nuestra Tierra es de 7,4x1022
kg y su radio mide 1,75x103 km. ¿Cuál es la
aceleración de la gravedad en su superficie?
A 2,8x106 m/s2
B 9,8 m/s2
C 1,6 m/s2
D 0,80 N
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19
Un astronauta sale a dar un "paseo espacial" en
una distancia sobre la superficie de la Tierra igual
al radio de la Tierra. ¿Cuál es su aceleración
debido a la gravedad?
A Cero
B g
C g/2
D g/4
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20
El radio de la Tierra es R. ¿A qué distancia por
encima de la superficie de la Tierra será la
aceleración de gravedad igual a 4,9 m/s2?
A 0,41 R
B 0,50 R
C R
D 1,41 R
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21
A una distancia de 14000 km del centro de un
planeta g = 32 m/s2. ¿Cual es g en una ubicación
que es 28000 kilometros desde el centro del
planeta?
A 8 m/s2
B 16 m/s2
C 128 m/s2
D no puede ser determinded con esta
información
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22
Un objeto pesa 432 N en la superficie de la Tierra. A
una altura de 3RTierra sobre la superficie de la Tierra,
¿cuál es el peso del objeto?
A 432 N
B 48 N
C 27 N
D 0N
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23
Por cuantos Newtons cambia el peso de una
persona que pesa 100 kg cuando su ubicación
cambia desde el nivel del mar hasta una altura de
altitud de 5000 m (RTierra = 6,4x106 m)?
A 0,73 N
B 1N
C 0N
D 0,34 N
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a
24
Un planeta con simetría esférica tiene una masa dos
veces mayor de la Tierra y un radio que es el doble
de la Tierra. Si un tarro de mantequilla de maní pesa
12 N en la superficie de la Tierra, cuanto pesa en
este planeta?
A 6N
B 12 N
C 18 N
D 20 N
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25
El peso de un satélite en la superficie de un planeta
es W. ¿Cual de los siguientes es lo más cercano al
peso del satélite cuando está en órbita?
A 0,05 W
B 0,10 W
C 0,50 W
D 0,95 W
E 0
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26
Una nave espacial se encuentra en una órbita
circular a una velocidad v, y un radio orbital R
alrededor de un planeta de masa M. ¿Cual es su
velocidad orbital?
A GMR
B (GM/R)2
C (GM/R)1/2
D (R/GM)1/2
E (MR/G)2
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27
Dos satélites, X e Y, órbitan el mismo planeta a la
misma altura. La velocidad orbital de X es v, cual es
la velocidad orbital de Y?
A v
B 2v
C v/2
D 4v
E v/1,4
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28
Cinco diferentes satélites orbitan el mismo planeta.
La masa y el radio orbital se dan a continuación.
Cual tiene la velocidad más baja?
Mass
Radio
A 1/2 m
1/2 R
B m
1/2 R
C m
R
D m
2R
E 2m
R
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29
Un estudiante que pesa 500 N en la Tierra viaja a un
planeta cuya masa y radio son el doble de la Tierra.
Su peso en tal planeta es de...
A 1000N
B 500 N
C 1500 N
D 750 N
E 250 N
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30
El planeta Marte tiene 1/10 de la masa de la Tierra y
1/2 de su diámetro. ¿Cuál es la gravedad en la
superficie de Marte?
A g
B 1/2 g
C 2g
D 2,5 g
E 1/10 g
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31
Un satélite de masa m se mueve en una órbita
circular de radio R con velocidad v. ¿Cuál de estos
debe ser cierto para el satélite.
I. La fuerza neta sobre él es MR/v2
II. Su aceleración es GM/R
II. Su velocidad orbital (GM/R)1/2
A l sólo
B III sólo
C I y II sólo
D II y III sólo
E l, ll, y lll
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32
Nave espacial X tiene el doble de la masa de nave
espacial Y. Ellos orbitan la Tierra en el mismo
radio. ¿Cuál de estas deben ser verdaderas.
I. X siente una mayor fuerza gravitatoria que Y
II. X viaja dos veces más rápido que Y
II. X toma el doble del tiempo en completar una
órbita
A l sólo
B III sólo
C I y II sólo
D II y III sólo
E l, ll, y lll
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33
La masa de un planeta se puede determinar si es
órbitada por un satélite pequeño que se le
determina su aceleración gravitaciónal y
aceleración centrípeta. Cuál de las siguientes no es
necesario para hacer estos cálculos?
A La masa del satélite
B El radio de la órbita del satélite
C El período de la órbita del satélite
D El constante de gravitación universal, G
E Todo lo anterior es necesario
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34
Un astronauta adentro de un estación espacial
aparece sin peso. Cual afirmación es cierta?
A La fuerza de la gravedad en los astronautas es
cero
La atracción gravitatoria de la Luna cancela el de
B
la Tierra.
C El astronauta se encuentra en caída libre
D El astronauta pierde aproximadamente el 95% de
su peso
E En el espacio, los astronautas no tienen
masa
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35
Dos planetas tienen la misma gravedad en la
superficie, pero planeta X tiene dos veces la masa
de planeta Y. El Planeta X tiene radio r, ¿cuál es el
radio de planeta Y?
A 0,707 r
B r
C 1,41 r
D 4r
E
2r
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36
Un planeta tiene la mitad de la masa y el radio de la
Tierra. ¿Cuál es la aceleración de la gravedad del
planeta en comparación con g de la Tierra
A g
B g/2
C g/4
D g/8
E
2g
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37
La gravedad en la superficie de la Luna es de 1/6
del valor comparado con el de la Tierra. Radio de la
Luna es aproximadamente 1/4 de la Tierra. ¿Cuál
es la masa de la Luna en comparación con el de la
Tierra?
A 1/6
B 1/16
C 1/24
D 1/96
E 1/8
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1. Durante un eclipse lunar, la Luna, la Tierra y el Sol se
encuentran en la misma línea, con la Tierra entre la Luna y el Sol.
La Luna tiene una masa de 7,4×1022 kg, la Tierra tiene una masa
de 6,0×1024 kg, y el Sol tiene una masa de 2,0×1030 kg. La
separación entre la Luna y la Tierra es de 3,8×108 m; la separación
entre la Tierra y el Sol es de 1,5×1011 m.
(A) Calcula la fuerza ejercida sobre la Tierra por la Luna.
(B) Calcula la fuerza ejercida sobre la Tierra por el sol.
(C) Calcula la fuerza neta ejercida sobre la Tierra por la Luna y el
Sol
Respuesta:
(A) 1,99×1020Respuesta
N, hacia la Luna
(B) 3,55×1022 N, hacia el Sol
(C) 3,53×1022 N, hacia el Sol
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2. Una bola de latón que pesa 2,10 kg es transportado a la Luna. (El
radio de la Luna es 1,74×106 m y su masa es de 7,35×1022 kg.)
(A) Calcula la aceleración de la gravedad en la Luna.
(B) Determina la masa de la bola de latón en la Tierra y la Luna.
(C) Determina el peso de la bola de latón en la Tierra.
(D) Determina el peso de la bola de latón en la Luna.
Respuesta:
(A) 1,62Respuesta
m/s2
(B) 2,10 kg, 2,10 kg
(C) 20,6 N
(D) 3,40 N
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3. Un satélite de masa m se encuentra en una órbita
circular alrededor de la Tierra, que tiene una masa
Me y el radio Re. Expresa tus respuestas en términos
de m, Me, Re, y G.
a. Escribe la ecuación que describe la fuerza
gravitatoria sobre el satélite.
b. Escribe una ecuación que se puede utilizar para
encontrar la aceleración del satélite.
c. Encuentra la aceleración del satélite cuando se mantiene en la misma
órbita en un radio a. Es esta aceleración mayor o menor que la aceleración
g en la superficie de la Tierra?
d. Determina la velocidad del satélite como se mantiene en la misma órbita
e. ¿Cuánto trabajo ha realizado la fuerza de gravedad para mantener el
satélite en la misma órbita?
f. ¿Cuál es el período orbital del satélite?
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4. Se coloca un satélite en una órbita circular alrededor del planeta Júpiter,
que tiene una masa MJ = 1,90x1027 kg y un radio RJ = 7,14x107 m.
a. Si el radio de la órbita es R, usa las leyes de Newton para obtener una
expresión para la velocidad orbital.
b. Si el satélite aumenta su radio orbital, cómo cambiaría la velocidad
orbital? Explique.
c. Si el radio de la órbita es R, usa las leyes de Newton para obtener una
expresión para el período orbital.
d. La rotación del satélite se sincronía con la rotación de Júpiter. Esto
requiere una órbita ecuatorial cuyo período es igual al periodo de rotación
de Júpiter de 9 h 51 min = 3,55*104 s. Encuentra el radio orbital.
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5. El vehículo Sojourner fue utilizado para explorar la superficie de Marte,
como parte de la misión Pathfinder en 1997. Utilizando los datos en las tablas
siguientes responde las preguntas que siguen.
Datos de Marte
Radio: 0,53 x radio de la Tierra
Masa: 0,11 x masa de la Tierra
datos de Sojourner
Masa del vehículo Sojourner: 11,5 kg
Diámetro de la rueda:
0,13 m
5
Energía almacenada disponible: 5,4x10 J
Potencia requerida para conducir bajo
condiciones normales: 10 W
-3
La velocidad en tierra:
6.7x10 m/s
a. Determina la aceleración de la gravedad en la superficie de Marte en términos de g
(g = la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra).
b. Calcula el peso de Sojourner en la superficie de Marte.
c. Supongamos que al salir de la nave Pathfinder, Sojourner rueda por una rampa
inclinada a 20º con respecto al horizontal. La rampa debe ser ligera, pero
suficientemente fuerte para soportar Sojourner. Calcula la fuerza normal mínima que
debe ser suministrada por la rampa.
d. ¿Cuál es la fuerza neta sobre Sojourner que viaja por la superficie marciana a una
velocidad constante? Justifica tu respuesta.
e. Determina la distancia máxima que Sojourner puede viajar en una superficie
horizontal de Marte utilizando su energía almacenada.
f. Supongamos que el 0,010% de la energía para conducir se gasta contra la fricción
atmosférica como Sojourner viaja sobre la superficie marciana. Calcula la magnitud de la
fuerza de arrastre.
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