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Fisica 3° · Bgu 3 Fisica 2024 · 2024
Libro de Física 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Actividades TEMA 17: Ejercicio 3 — Heroína viajando a velocidad de la luz desde la nube de Oort (cálculo de tiempo, cinturones de cometas, cometa Halley)

📄 ejercicios fisica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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t ≈ 288 días (desde límite exterior de la nube de Oort)

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Fisica 3° · Bgu 3 Fisica 2024 · 2024

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Ejercicio 1

3a) Calcular tiempo de viaje a c desde nube de Oort hasta Tierra. 3b) Señalar 3 cinturones con mayor probabilidad de impacto con cometa. 3c) Velocidad si sale del cinturón Kuiper partiendo de nube Oort. 3d) ¿Cometa Halley en cinturón principal?

Ejemplo 1: 3a) Tiempo de viaje desde nube de Oort (50000 UA) a velocidad de la luz

d=50000 UA, c=3×10⁸ m/s

d=50000×1.496×10¹¹=7.48×10¹⁵m. t=d/c=7.48×10¹⁵/3×10⁸=2.49×10⁷s=2.49×10⁷/86400≈288 días

Respuesta

t ≈ 288 días (desde límite exterior de la nube de Oort)

Contenido de la página

Ejercicio 3

3. Leo el siguiente problema y realizo las actividades a continuación:

Supongamos que una heroína viaja con una rapidez constante, equivalente a la velocidad de la luz. A partir de ello, respondo las siguientes preguntas:

a) Si la heroína se encuentra en un cuerpo helado de la nube de Oort y se dirige a la Tierra a velocidad de la luz constante, estima el tiempo que le tomará llegar a nuestro planeta en días. Realizo los cálculos correspondientes.

[Espacio para cálculo: d_{\text{Oort}} \approx 50000\,\text{UA} = 50000 \times 1{,}496 \times 10^{11}\,\text{m} = 7{,}48 \times 10^{15}\,\text{m} t = \frac{d}{c} = \frac{7{,}48 \times 10^{15}}{3 \times 10^8} \approx 2{,}49 \times 10^7\,\text{s} = \frac{2{,}49 \times 10^7}{86400} \approx 288\,\text{días} Si parte de 10000 UA: t ≈ 57.7 días]

b) Señalo los tres cinturones en los que existe mayor probabilidad que impacte con un cometa. Argumento mi respuesta.

[Espacio para respuesta: 1) Cinturón de Kuiper (30-50 UA): concentra miles de objetos helados con órbitas bien definidas. 2) Disco disperso: región más allá de 50 UA con objetos en órbitas excéntricas e inclinadas. 3) Nube de Oort (interna o nube de Hills): fuente de cometas de largo período, densamente poblada de cuerpos helados.]

c) ¿Cuál debería ser la velocidad de la heroína para llegar a la Tierra partiendo de la Nube de Oort, si sale del cinturón de Kuiper? Justifico mi respuesta.

[Espacio para respuesta: Si la heroína ya está en el cinturón de Kuiper (30-50 UA del Sol), no necesita partir desde la nube de Oort. Si viaja a velocidad de la luz (c), llegará a la Tierra en un tiempo menor al calculado en el inciso a). No existe velocidad mayor que c (relatividad especial). La pregunta puede implicar que si parte de la nube de Oort pero pasa por el cinturón de Kuiper, su velocidad sigue siendo c.]

d) ¿Es correcto decir que la heroína podría descansar en un cometa de la familia Halley, en el cinturón principal?

[Espacio para respuesta: No es correcto. Los cometas de la familia Halley tienen períodos entre 20 y 200 años y sus órbitas se extienden más allá de Neptuno (región transnetuniana y cinturón de Kuiper). El cinturón principal de asteroides (entre Marte y Júpiter, 2-3.3 UA) no es el lugar de origen de los cometas de la familia Halley.]

Fórmulas y ecuaciones

t = \frac{d}{c} \quad \text{(tiempo de viaje a velocidad de la luz)}

1\,\text{UA} = 1{,}496 \times 10^{11}\,\text{m} \quad \text{(unidad astronómica)}

c = 3 \times 10^8\,\text{m/s}

d_{\text{Oort}} \approx 50000\,\text{UA} = 7{,}48 \times 10^{15}\,\text{m}

t = \frac{d}{c} = \frac{7{,}48 \times 10^{15}}{3 \times 10^8} \approx 2{,}49 \times 10^7\,\text{s} \approx 288\,\text{días}

1\,\text{UA} = 1{,}496 \times 10^{11}\,\text{m}

Glosario (13)

velocidad de la luz
c=3×10⁸ m/s
nube de Oort
cinturón de Kuiper
disco disperso
cometa Halley
familia Halley
período orbital
cinturón principal de asteroides
unidad astronómica
tiempo de viaje
relatividad especial
nube de Hills

Preguntas para practicar

¿Cuánto tiempo tardaría viajar a velocidad de la luz desde la nube de Oort hasta la Tierra?

¿En qué regiones del Sistema Solar es mayor la probabilidad de encontrar cometas?

¿Por qué no existe velocidad mayor que la de la luz?

¿Los cometas de la familia Halley están en el cinturón principal de asteroides?

¿Cuál es la diferencia entre cinturón de Kuiper, disco disperso y nube de Oort?

Temas y conceptos clave

Velocidad de la luzNube de OortCinturón de KuiperCometasFamilia HalleyCinturón principalTiempo de viajeUnidad astronómicaVelocidad máximavelocidad de la luzc=3×10⁸ m/snube de Oort50000 UAtiempo de viajecinturón Kuiperdisco dispersocometa Halleyperíodo 76 añosfamilia Halleycinturón principalargumentorelatividad especial
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  1. Leo el siguiente problema y realizo las actividades a continuación:

Supongamos que una heroína viaja con una rapidez constante, equivalente a la velocidad de la luz. A partir de ello, respondo las siguientes preguntas:

a) Si la heroína se encuentra en un cuerpo helado de la nube de Oort y se dirige a la Tierra a velocidad de la luz constante, estima el tiempo que le tomará llegar a nuestro planeta en días. Realizo los cálculos correspondientes.

b) Señalo los tres cinturones en los que existe mayor probabilidad que impacte con un cometa. Argumento mi respuesta.

c) ¿Cuál debería ser la velocidad de la heroína para llegar a la Tierra partiendo de la Nube de Oort, si sale del cinturón de Kuiper? Justifico mi respuesta.

d) ¿Es correcto decir que la heroína podría descansar en un cometa de la familia Halley, en el cinturón principal?

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