FÍSICA
Unidad 2: Gravitación.
Tema 1. Ley de Gravitación Universal
1. Identificación
Materia: Física
Unidad: 2. Gravitación
Tema: 1. Ley de Gravitación Universal
Se adjunta plantilla de documento para su desarrollo: No
Tiempo estimado de ejecución de la tarea: 4 horas
2. Criterios de evaluación
Se tendrán en cuenta los siguientes criterios a la hora de calificar la tarea:


Corrección de las respuestas a las cuestiones planteadas: 8 puntos.
Aspectos formales (corrección ortográfica y sintáctica, presentación): 2 puntos.
3. Introducción
Con motivo de la exploración espacial se lanzan sondas espaciales que visitan los planetas,
satélites, asteroides o cometas de nuestro
Sistema Solar.
Desde la Lunik 2 enviada por los soviéticos a
la Luna en 1959, hasta las sondas Voyayer o
Pioneer en ruta hacia las afueras del
Sistema Solar, o la New Horizons que se
dirige a los confines de nuestra Galaxia, son
muchas las misiones llevadas a cabo o en
curso.
La sonda Cassini-Huygens fue lanzada en
Imagen 1. NASA. Dominio público
1997 con objeto de estudiar el planeta
Saturno y sus lunas (alcanzó la mayor luna de Saturno, Titán, en 2005).
4. Recursos necesarios
Para el desarrollo de esta tarea sólo necesitarás los contenidos que vienen en el tema y una
calculadora.
5. Desarrollo de la Tarea
Saturno con sus anillos y sus numerosos satélites forma un pequeño “sistema solar” y para su
estudio será útil definir un sistema de referencia “saturnocéntrico”.
a) ¿En este sistema de referencia que posición ocupa Saturno?
Titán es el mayor satélite de Saturno, descubierto en 1655 por C. Huygens, el semieje mayor de
su órbita es 1,22·109 m y su período 15,95 días terrestres.
2º de Bachillerato
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Unidad 2: Gravitación.
Tema 1. Ley de Gravitación Universal
Tetis es otra luna de Saturno que orbita a su
alrededor con un período de 1,89 días.
b) ¿A qué distancia de Saturno se encuentra Tetis?
c) ¿Cuál es la velocidad (rapidez) de Tetis en su
órbita?
d) Rea, otra luna de Saturno, da vueltas alrededor del
planeta a una distancia de 5,27·108 m. ¿Cuánto
tarda Rea en dar una vuelta alrededor de Saturno?
Imagen 2. NASA. Dominio público
e) Si la constante de Gravitación Universal es G = 6,67·10 -11 N m2 kg-2 ¿cuál es la masa de
Saturno?
f)
Titán tiene una masa de 1,345·1023 kg, ¿cuál es el valor de la fuerza de atracción gravitatoria
que le ejerce Saturno?
g) El diámetro de Titán es de 5150 km, ¿cuál es la aceleración con que caen los cuerpos en la
superficie del satélite?
h) Titán tarda el mismo tiempo en girar sobre sí mismo que en
completar una órbita alrededor de Saturno (15,95 días), ¿cuál
es la aceleración de la gravedad aparente en un punto del
ecuador de Titán?
i)
j)
¿Cuál es el peso en Titán de la sonda Huygens (318 kg de
masa), que se posó en la superficie del satélite en enero de
2005? (supón sólo la atracción de Titán) ¿Y el peso a 160 km
de altura?
Imagen 3. NASA. Dominio público
¿Cuál era la energía potencial de la sonda Huygens a los 160 km de altura sobre Titán?
k) Si la sonda Huygens hubiera caído libremente desde los 160 km hasta la superficie de Titán,
¿con qué velocidad habría llegado?
l)
Si la sonda Huygens al posarse en Titán hubiera rebotado hasta 50 m de altura, ¿con qué
velocidad habría vuelto a llegar al suelo en la recaída?
6. Formato y procedimiento de entrega
Debes elaborar la tarea utilizando un procesador de textos (de Office, Open
enviarla a tu tutor siguiendo el procedimiento habitual.
Office, etc) y
Si tienes que elaborar esquemas o dibujos, puedes hacerlos manualmente, escanearlos e
insertarlos en el documento de texto.
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