1. a) Enuncie la ley de gravitación universal y comente el significado físico de las magnitudes que
intervienen en ella.
b) Una partícula se mueve en un campo gravitatorio uniforme. ¿Aumenta o disminuye su
energía potencial gravitatoria al moverse en la dirección y sentido de la fuerza ejercida por el
campo? ¿Y si se moviera en una dirección perpendicular a dicha fuerza? Razone las
respuestas.
Prueba de Selectividad, Andalucia, Reserva B 2015-2016, FISICA
Respuestas a la pregunta
a) Enuncie la ley de gravitación universal y comente el significado físico de las magnitudes que intervienen en ella.
La ley de gravitación universal es una ley de la física que expresa la interacción debido a la deformación del espacio-tiempo entre dos cuerpos con masa. Esta ley fue postulada por Isaac Newton, en esta postulación se relacionan las variables físicas que intervienen en un campo gravitatorio. El estudio realizado por Newton fue el que le permitió establecer que existe una fuerza que ejerce un cuerpo con masa y que trata de atraer a otro cuerpo con masa.
La ecuación para la fuerza gravitatoria es:
F = G*m1*m2/D^2
Dónde:
F es la fuerza de atracción gravitatoria.
G es la constante de gravitación universal.
m1 y m2 son las respectivas masas de los cuerpos que interactúan.
D es la distancia que hay entre los cuerpos.
La fuerza de atracción gravitatoria es la fuerza que siente un cuerpo y que lo obliga a atraerse con otro debido a su campo gravitatorio.
La constante de gravitación universal es de origen empírico y se determinó para conocer con cuanta intensidad influye un campo gravitatorio en un cuerpo.
La masa es una propiedad intrínseca de cada cuerpo que le proporciona un lugar definido en el espacio.
La distancia entre los cuerpos interviene debido a que la influencia de un campo gravitatorio sobre un cuerpo disminuye mientras ese cuerpo más se aleja.
b) Una partícula se mueve en un campo gravitatorio uniforme. ¿Aumenta o disminuye su energía potencial gravitatoria al moverse en dirección y sentido de la fuerza ejercida por el campo? ¿Y si se moviera en una dirección perpendicular a la fuerza? Razone las respuestas.
Para analizar los diferentes casos hay que establecer la energía potencial gravitatoria:
Eg = -G*M*m/D
Dónde:
Eg es la energía potencial gravitatoria.
G es la constante de gravitación universal.
M es la masa de la fuente del campo gravitatorio mayor.
m es el cuerpo que interactúa con el campo gravitatorio.
D es la distancia entre los cuerpos que interactúan.
Ahora se tiene que la variable clave en el estudio de estas preguntas es la distancia D, ya que cuando esta tiende al infinito, la energía potencial se hace cero.
Ya que la dirección y el sentido de la fuerza gravitatoria en un cuerpo es hacía el otro cuerpo con el que interactúa, eso quiere decir que si se acerca el cuerpo a la fuente del campo gravitatorio, eso disminuye la distancia “D” y por lo tanto aumenta la energía potencial gravitatoria.
Si se mueve en dirección perpendicular a la fuerza, eso significa que la distancia entre los cuerpos no varía y por lo tanto la energía potencial gravitatoria se mantiene constante.
PRUEBA DE SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA RESERVA B 2015-2016 FÍSICA.