Descubriendo la Física Módulo 5: Gravitación

Questions and Answers

¿Qué determina que la Luna no caiga a la Tierra?

La velocidad de la Luna y su movimiento orbital. (correct)

La distancia constante entre la Luna y la Tierra.

La fuerza gravitacional que la atrae hacia la Tierra.

La rotación de la Tierra sobre su propio eje.

¿Cuál es la relación entre la fuerza gravitacional y el movimiento de un satélite?

Los satélites se mueven hacia el centro de la Tierra debido a la fuerza gravitacional. (correct)

La fuerza gravitacional es siempre mayor que la velocidad del satélite.

La fuerza gravitacional impide que los satélites se desplacen.

Los satélites no están influenciados por la fuerza gravitacional.

¿Qué experimento mental utilizó Newton para desarrollar la ley de gravitación universal?

Un viaje a la Luna.

La medición de la distancia entre planetas.

El lanzamiento de un proyectil desde una montaña. (correct)

La observación de la caída de manzanas.

¿Qué predice la ley de gravitación universal respecto al movimiento planetario?

Los planetas se mueven en órbitas elípticas alrededor del Sol. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre cuando un proyectil recibe la velocidad adecuada según la ley de gravitación?

Orbita y mantiene un movimiento circular uniforme. Signup and view all the answers

¿Qué describe la ley de gravitación universal?

La fuerza de atracción es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Signup and view all the answers

Si la distancia entre dos masas se duplica, ¿qué sucede con la magnitud de la fuerza gravitacional?

La fuerza se reduce a un cuarto de su magnitud original. Signup and view all the answers

¿Cómo se calcula la masa de la Tierra utilizando la gravedad y la constante de gravitación?

mE = g * RE² / G Signup and view all the answers

¿Cuál es el valor de la constante de gravitación universal que determinó Cavendish?

6.67 x 10⁻¹¹ Nm/kg² Signup and view all the answers

¿Cuál es la expresión correcta para la aceleración de un cuerpo en caída libre dependiendo de la altura h?

g = G * mE / (h + RE)² Signup and view all the answers

¿Qué describe la primera ley de Kepler?

Las órbitas de los planetas son elípticas con el Sol en uno de los focos. Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica del Movimiento Circular Uniforme (MCU)?

La rapidez lineal es constante. Signup and view all the answers

Según la segunda ley de Kepler, ¿qué se barre en tiempos iguales?

Áreas iguales. Signup and view all the answers

¿Qué relación describe la tercera ley de Kepler?

El cuadrado del período orbital es directamente proporcional al cubo del semieje mayor. Signup and view all the answers

¿Qué se necesita para entender por qué los planetas giran?

Las leyes de Kepler son insuficientes. Signup and view all the answers

¿Qué representa el componente normal o centrípeta de la fuerza?

Es la fuerza que mantiene el movimiento circular del objeto. Signup and view all the answers

¿Qué es una trayectoria en un movimiento planetario?

Puede ser elíptica o circular. Signup and view all the answers

¿Cuál es la implicación de una excentricidad pequeña en las órbitas planetarias?

Las órbitas pueden aproximarse a formas circulares. Signup and view all the answers

¿Qué afirmación describe mejor la primera ley de Newton?

Los cuerpos en reposo permanecen en reposo si no actúa ninguna fuerza sobre ellos. Signup and view all the answers

Si una moneda se lanza hacia arriba con una velocidad de $19.6 ext{ m/s}$, ¿qué ocurre con su rapidez mientras asciende?

Disminuye de manera constante. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la fuerza que ejerce la Tierra sobre un objeto si se duplica la masa del objeto?

La fuerza se duplica. Signup and view all the answers

La normal y el peso de un objeto son fuerzas que se equilibran. ¿De acuerdo a qué ley se relacionan estas fuerzas?

Tercera ley de Newton. Signup and view all the answers

Cuando se empuja un objeto con la misma fuerza durante el doble de tiempo, ¿qué sucede con la cantidad de movimiento del objeto?

Se duplica. Signup and view all the answers

En la situación de un par acción-reacción, si la tierra ejerce una fuerza sobre una manzana que cae, ¿cuál es la fuerza correspondiente que la manzana ejerce sobre la tierra?

Es igual en magnitud y opuesta en dirección. Signup and view all the answers

¿Cuál es una de las condiciones necesarias para que un cuerpo mantenga un movimiento rectilíneo uniforme?

La fuerza resultante debe ser igual a cero. Signup and view all the answers

Si una manzana se deja caer desde una altura, ¿qué causa que la manzana caiga?

La gravedad actúa sobre ella. Signup and view all the answers

Study Notes

Módulo 5: Gravitación

Primera Ley de Newton (Ley de Inercia): Un cuerpo mantiene su estado de movimiento (reposo o movimiento rectilíneo uniforme) si la fuerza neta es nula.
Impulso: Duplicar la fuerza aplicada durante el doble de tiempo produce el doble de impulso y cambia la cantidad de movimiento.
Segunda Ley de Newton: Relaciona la fuerza, la masa y la aceleración; force = masa × aceleración.
Fuerzas Actuantes: El peso y la fuerza normal son de igual magnitud y dirección opuesta, según la tercera ley de Newton (acción-reacción).

Movimiento Curvilíneo

Movimiento Circular Uniforme (MCU): Se da cuando un objeto se mueve a lo largo de una trayectoria circular con rapidez lineal constante.

Leyes de Kepler

Primera Ley de Kepler: Las órbitas de los planetas son elípticas, con el Sol en uno de los focos.
Segunda Ley de Kepler: Un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales (velocidad variable en la órbita).
Tercera Ley de Kepler: El cuadrado del periodo orbital es proporcional al cubo del semieje mayor de la órbita.

Ley de Gravitación Universal

Concepto: Cada cuerpo atrae a todos los demás con una fuerza proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.
Constante de Gravitación Universal (G): Determinada por Cavendish en 1778; permite calcular la masa de la Tierra.
Movimiento de Cuerpos Celestes: La misma fuerza que mantiene a los cuerpos sobre la Tierra también controla el movimiento de la Luna y otros planetas.

Gravedad y Caída de Cuerpos

Aceleración Gravitacional (g): Se determina por la fórmula g = G*mE / (h + RE)², donde mE es la masa de la Tierra, RE es el radio de la Tierra, y G es la constante gravitación. La aceleración no depende de la masa del cuerpo que cae.

Ejercicio Práctico

Calcular fuerzas gravitacionales bajo diferentes escenarios: duplicar la distancia entre dos masas manteniendo sus magnitudes y duplicar sus masas manteniendo la distancia constante.

Preguntas Reflexivas

¿Por qué la Luna no se escapa al espacio sino que orbita la Tierra?
¿Qué condiciones permiten a un proyectil alcanzar órbita en lugar de caer nuevamente a la Tierra?

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Description

Este cuestionario se centra en la primera ley de Newton y la ley de inercia, que establece que un cuerpo mantendrá su estado de movimiento a menos que una fuerza neta actúe sobre él. Explora cómo se pueden aplicar estos principios en situaciones de movimiento constante. Ideal para los estudiantes de física que buscan reforzar su comprensión de la gravitación.