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Ejercicios de Gravitación
Física 5º
San Felipe
2015
1 ¿A qué distancia de una esfera muy pequeña de 100 kg se tendría que colocar una
partícula, de manera que la esfera ejerciera una fuerza con el mismo módulo que la
gravitación terrestre?
2. Una nave interplanetaria pasa por el punto en el espacio donde se cancelan exactamente
las fuerzas gravitacionales que el Sol y la Tierra ejercen sobre la nave. a) ¿A qué distancia
del centro de la Tierra está la nave? b) ¿Cuando la nave pasa por el punto descrito en el
inciso a) podría apagar sus motores y quedar suspendida indefinidamente? Explique su
respuesta.
3. En la figura, determine la fuerza
gravitatoria neta ejercida sobre la esfera
uniforme de 0.100 kg por las otras dos esferas
uniformes Los centros de las tres esferas
están en la misma línea.
4. Una persona adulta promedio tiene una masa aproximada de 70 kg.
a) ¿Qué fuerza ejerce una Luna llena sobre ella, si está directamente arriba con su centro a
378,000 km?
b) Compare esta fuerza con la fuerza que la Tierra ejerce sobre la persona.
5. Calcule la fuerza gravitacional neta que actúa sobre la
Luna debida a la Tierra y al Sol, cuando la Luna está en cada
una de las posiciones mostradas en la figura. (La figura no
está a escala, suponga que el Sol está en el plano de la órbita
Tierra-Luna, aunque esto normalmente no sucede.)
6. Cuatro masas idénticas de 800 kg cada una se colocan en
las esquinas de un cuadrado que mide 10.0 cm por lado.
¿Qué fuerza gravitacional neta (módulo, dirección y sentido)
actúa sobre una de las masas, debida a las otras tres?
7. Una partícula de masa 3m se localiza a 1.00 m de una partícula de masa m. ¿Dónde
debería colocar usted una tercera masa M, de manera que la fuerza gravitacional neta
sobre M debida a las dos masas sea exactamente igual a cero?
8. Para un satélite en órbita circular a 780 km sobre la superficie terrestre, a) ¿qué
velocidad angular debería tener? y b) cuál es el periodo de la órbita (en horas)?
9. La Estación Espacial Internacional hace 15.65 revoluciones por día en su órbita
alrededor de la Tierra. Suponiendo una órbita circular, ¿qué tan alto con respecto a la
superficie terrestre debe estar dicho satélite?
10. Planeta Vulcano. Suponga que se descubre un planeta entre el Sol y Mercurio, con
una órbita circular de radio igual a del radio orbital medio de Mercurio. ¿Qué periodo
orbital tendría ese planeta?
(Llegó a postularse la existencia de tal planeta, en parte para explicar la precesión de la
órbita de Mercurio. Incluso recibió el nombre Vulcano, aunque no tenemos pruebas de que
realmente exista. La precesión de Mercurio se ha explicado con base en la relatividad
general.)