A) La relación entre las
velocidades de escape desde las superficies de ambos planetas.
Para resolver este problema
la condición es que la energía mecánica es nula.
Em = 0
Ec + Ep = 0
m * v ^ 2 / 2 – G * M * m / r = 0
v ^ 2 / 2 - G * M / r = 0
Ahora se tienen que las
relaciones planteadas en el enunciado son :
Ma = 3Mb
ra = 4rb
La velocidad de escape para
A sería :
va ^ 2 / 2 – G * Ma / ra = 0
va = √2 * G * Ma / ra
Aplicando las relaciones
dadas en el enunciado :
va = √2 * G * (3Mb) / (4rb)
va = √3 * G * Mb / 2 * rb
La velocidad de escape para
B sería :
vb ^ 2 / 2 – G * Mb / rb = 0
vb = √2 * G * Mb / rb
Encontrando va / vb :
va / vb = va = (√3 * G * Mb / 2 * rb) / (√2 * G * Mb / rb)
va / vb = √3 / 2
va = (√3 / 2) * vb
b) La relación entre las
aceleraciones gravitatorias en las superficies de ambos planetas.
Recordando las relaciones
presentadas en el enunciado :
Ma = 3Mb
ra = 4rb
La ecuación para la
aceleración de la gravedad es :
g = G * M / r ^ 2
Aplicando la ecuación para
el planeta A.
Ga = G * Ma / ra ^ 2
Sustituyendo las relaciones
establecidas por el problema :
ga = G * (3Mb) / (4rb) ^ 2
ga = 3 * G * Mb / 16 * rb ^ 2
Ahora se aplica la ecuación
para el planeta B :
gb = G * Mb / rb ^ 2
Llevando a cabo la relación
ga / gb :
ga / gb = (3 * G * Mb / 16 * rb ^ 2) / (G * Mb / rb ^ 2)
ga / gb = 3 / 16
ga = 3 * gb / 16
PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID
CONVOCATORIA JUN 2013 - 2014 FISICA.