Descripción de la tarea
Lanzamiento de satélite por seriosolerees en Youtube |
En el vídeo anterior puede verse el lanzamiento del Lunar Reconnaissance Orbiter, un satélite que orbita alrededor de la Luna y que pretende recopilar información de su superficie, composición, temperatura y orografía para facilitar posibles exploraciones futuras en las que vuelvan a enviarse astronautas a la Luna.
Para que el satélite llegue a su órbita es necesario darle energía suficiente en el momento del lanzamiento. El principio de conservación de la energía sirve para calcular qué velocidad debemos aplicar en el lanzamiento para conseguir poner en órbita a un cuerpo. Ahora que ya has disfrutado del vídeo, ¿te animas a hacer cálculos y buscar respuestas a nuestras preguntas?
En la siguiente animación te ofrecemos los datos de un satélite en órbita circular a una determina altura de la Tierra.
A continuación te planteamos una serie de cuestiones energéticas relacionadas con el lanzamiento y el movimiento en órbita del satélite que estudiaste en la tarea 1. Documéntate en los contenidos y responde a estas cuestiones. Toma nota de los datos de la animación para hacer los cálculos.
- ¿Qué dice el principio de conservación de la energía mecánica?
- En el campo gravitatorio, ¿cuál es la expresión matemática de la energía potencial? ¿En qué unidades se mide y qué significa cada uno de los términos de esa expresión matemática?
- ¿Cuál es la expresión matemática de la energía cinética? ¿En qué unidades se mide y qué significa cada uno de los términos de esa expresión matemática?
- Determina la velocidad del satélite usando la ley de la Gravitación Universal y la segunda ley de Newton. La masa y la altura te la ofrecemos en la animación.
- ¿Cuánto tarda en dar una vuelta alrededor de la Tierra? ¿Está en una órbita geoestacionaria?
- ¿Cuál sería su energía cinética, potencial y mecánica en esa órbita?
- Aplica el principio de conservación de la energía mecánica para determinar con qué velocidad hubo que lanzar el satélite para que alcance dicha órbita.
- ¿Qué trabajo será necesario realizar para que el satélite pase de la superficie terrestre a un punto de su órbita? ¿Depende este resultado del camino seguido por satélite para ir de un punto al otro?
- Define qué entendemos por velocidad de escape.¿Con qué velocidad habría que lanzar el satélite para que escapara del campo gravitatorio terrestre?
- ¿Depende la velocidad de escape de la masa del satélite? ¿Y de la masa del planeta? Argumenta tu respuesta.