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Fisica 3° · 2024
Libro de Física 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

46/273

Velocidad lineal de la Luna en su traslación alrededor de la Tierra

📄 ejercicios fisica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

v = 2πr/T = 2π(384 400 km)/656 h ≈ 3 682 km/h ≈ 1 023 m/s ≈ 1.02 km/s.

📚 exercise fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 46

Fisica 3° · 2024

5
Ejercicio 5

La Luna es un satélite natural que gira alrededor de la Tierra. Tarda aproximadamente 27 días y 8 horas en rodearla con su movimiento de traslación.

a
Parte 5.a

Imagino el movimiento en una órbita circular y calculo la velocidad lineal en su movimiento de traslación, tomando en cuenta que la distancia entre la Tierra y la Luna es de 384 400 kilómetros.

Paso 1. Identificar los datos.

  • Radio de la órbita (distancia Tierra–Luna): r = 384\,400 \, \text{km}
  • Periodo de traslación: T = 27 \, \text{días} \ 8 \, \text{horas}
  • Órbita considerada circular, por lo que la Luna recorre en cada vuelta la circunferencia de radio r.

Paso 2. Convertir el periodo a una sola unidad (horas).

T = 27 \, \text{días} \times 24 \, \frac{\text{h}}{\text{día}} + 8 \, \text{h} = 648 \, \text{h} + 8 \, \text{h} = 656 \, \text{h}

Si se desea en segundos:

T = 656 \, \text{h} \times 3\,600 \, \frac{\text{s}}{\text{h}} = 2\,361\,600 \, \text{s}

Paso 3. Calcular la longitud de la órbita (circunferencia).

C = 2 \pi r = 2 \times 3.1416 \times 384\,400 \, \text{km}

C = 768\,800 \pi \, \text{km} \approx 2\,415\,256 \, \text{km}

Paso 4. Aplicar la fórmula de la velocidad lineal.

v = \frac{C}{T} = \frac{2 \pi r}{T}

Sustituyendo los valores:

v = \frac{2\,415\,256 \, \text{km}}{656 \, \text{h}}

v \approx 3\,682 \, \frac{\text{km}}{\text{h}}

Paso 5. Expresar el resultado en metros por segundo (SI).

v = \frac{2\,415\,256\,000 \, \text{m}}{2\,361\,600 \, \text{s}} \approx 1\,023 \, \frac{\text{m}}{\text{s}}

Es decir, aproximadamente 1.02 \, \text{km/s}.

Respuesta

La velocidad lineal de la Luna en su traslación es aproximadamente v \approx 3\,682 \, \text{km/h} (equivalente a v \approx 1\,023 \, \text{m/s} \approx 1.02 \, \text{km/s}).

Contenido de la página

5. Problema: la Luna en su movimiento de traslación

La Luna es un satélite natural que gira alrededor de la Tierra. Tarda aproximadamente 27 días y 8 horas en rodearla con su movimiento de traslación.

Ilustración: la Tierra con la Luna orbitando en una elipse, con línea punteada que une ambos cuerpos.

Fuente: https://ln9.cl/3rpts

a)

Imagino el movimiento en una órbita circular. Calculo la velocidad lineal en su movimiento de traslación tomando en cuenta que la distancia entre la Tierra y la Luna es de 384 400 kilómetros.

[Espacio de trabajo cuadriculado para el estudiante]

Ejemplos resueltos

Calcular la velocidad lineal de la Luna si r = 384 400 km y T = 27 días 8 horas.

  1. T = 27 \times 24 + 8 = 656 \, \text{h}.
  2. C = 2\pi(384\,400) \approx 2\,415\,256 \, \text{km}.
  3. v = C/T = 2\,415\,256/656 \approx 3\,682 \, \text{km/h} \approx 1\,023 \, \text{m/s}.

Tabla

| Dato | Valor |\n|---|---|\n| Distancia Tierra–Luna (r) | 384 400 km |\n| Periodo de traslación (T) | 27 días 8 h = 656 h = 2 361 600 s |\n| Circunferencia de la órbita (2πr) | ≈ 2 415 256 km |\n| Velocidad lineal (v) | ≈ 3 682 km/h ≈ 1 023 m/s |

Fórmulas y ecuaciones

v = \dfrac{2\pi r}{T}

C = 2\pi r

T = 27\,\text{días} + 8\,\text{horas} = 656\,\text{h}

T = 27\,\text{d}\times 24\,\text{h/d} + 8\,\text{h} = 656\,\text{h}

C = 2\pi r

v = \frac{2\pi r}{T}

Glosario (5)

Satélite natural
Cuerpo celeste que orbita alrededor de otro de mayor tamaño por acción gravitatoria, como la Luna respecto de la Tierra.
Movimiento de traslación
Movimiento de un cuerpo alrededor de otro siguiendo una trayectoria cerrada, completando una vuelta en un tiempo llamado periodo.
Velocidad lineal
Rapidez con que un cuerpo recorre una distancia dada en un tiempo determinado; en órbita circular es v = 2πr/T.
Periodo
Tiempo que tarda un cuerpo en completar una vuelta completa en su trayectoria.
Órbita circular
Trayectoria de forma circular que describe un satélite alrededor del cuerpo que orbita.

Temas y conceptos clave

Movimiento de traslación de la LunaVelocidad lineal en órbita circularConversión de unidades de tiemposatélite naturaltraslaciónórbita circularvelocidad linealperiodocircunferencia

Fuentes y referencias

  • https://ln9.cl/3rpts
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📌 Antes de leer esto
  • • Conversión de unidades de tiempo (días a horas y a segundos)
  • • Fórmula de la circunferencia C = 2πr
  • • Concepto de velocidad media v = distancia/tiempo
Siguiente tema sugerido
Velocidad angular y relación entre velocidad lineal y angular en el movimiento circular
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 466 caracteres
  1. Leo el siguiente problema y realizo las actividades a continuación: La Luna es un satélite natural que gira alrededor de la Tierra. Tarda aproximadamente 27 días y 8 horas en rodearla con su movimiento de traslación.

Fuente: https://n9.cl/3rpts

a) Imagino el movimiento en una órbita circular. Calculo la velocidad lineal en su movimiento de traslación tomando en cuenta que la distancia entre la Tierra y la Luna es de 384 400 kilómetros.

Texto de Física \ ¿5

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