Centro Educativo La PreuRafael Rufián Millán
Física · Gravitación · PAU Andalucía 2025 (examen oficial)

Trabajo y energía, campo de dos masas y escape desde una órbita

Puntuación 2,5 puntosExamen PAU Andalucía 2025, examen oficialTipos Trabajo · Campo · Satélites

Enunciado

a) Discuta razonadamente si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos: i) si se realiza trabajo sobre una partícula, su energía cinética aumenta; (0,5 puntos) ii) las fuerzas conservativas siempre realizan trabajo nulo. (0,5 puntos)

b1) Dos masas puntuales de 200 kg están situadas en los puntos A(0,−3) m y B(0,3) m. Calcule razonadamente: i) el campo gravitatorio en el punto C(4,0) m, apoyándose en un esquema; (1 punto) ii) la fuerza sobre una masa puntual de 3 kg situada en el origen. (0,5 puntos) G = 6,67·10−11 N m2 kg−2

b2) Un satélite de 1400 kg en una órbita circular tarda un día y medio en dar la vuelta a la Tierra. Calcule razonadamente: i) el radio de la órbita; (0,75 puntos) ii) la velocidad mínima que hay que suministrarle para que abandone el campo gravitatorio terrestre desde la órbita en la que se encuentra. (0,75 puntos) G = 6,67·10−11 N m2 kg−2; MT = 5,98·1024 kg; RT = 6370 km; 1 día = 24 h

En el examen se responde el apartado a) y uno de los dos apartados b1) o b2), a elección. Aquí se resuelven los dos.

a) Trabajo, energía cinética y fuerzas conservativasb1) Campo de dos masas en C y fuerza en el origenb2) Satélite: radio de la órbita y velocidad de escapevFrel rozamiento frena: W < 0, Ec disminuyeFghW = Fg·h > 0x (m)y (m)123456-3-2-1123OA (200 kg)B (200 kg)Cr = 5 mgAgBgC3 kgen O: g = 0 → F = 0 TierrarT = 1,5 días = 129 600 sr = 5,54·107 mvorb = 2,68·103 m/sve = 3,80·103 m/sB (r → ∞)

Resultados

ApartadoMagnitudResultado
a) i)Si se hace trabajo, aumenta la EcFalsa
a) ii)Las fuerzas conservativas no hacen trabajoFalsa
b1) i)Campo en C(4,0)g⃗ = −8,54·10-10 i⃗ N/kg
b1) ii)Fuerza sobre 3 kg en O0 N
b2) i)Radio de la órbita5,54·107 m
b2) ii)Velocidad de escape desde la órbita3,80·103 m/s