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Ciencias Naturales · 10 EGB · 2024
Ciencias Naturales · 10 EGB · 2024

Ministerio de Educación del Ecuador

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Cálculo de la fuerza gravitatoria y movimiento planetario

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Respuesta rápida

Ej.1: ≈6,806×10⁻⁷ N. Ej.2: ≈2,037×10²⁰ N (con M_T correcta).

📚 theory ciencias-naturales ⭐⭐⭐ Dificultad 3/5 ⏱ 8 min lectura

Solución — Página 174

Ciencias Naturales · 10 EGB · 2024

1
Ejercicio 1

Masas pequeñas

Datos: m₁ = 250 kg, m₂ = 200 g = 0,2 kg, r = 7 cm = 0,07 m.

F = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2} = 6{,}67 \times 10^{-11} \cdot \frac{250 \cdot 0{,}2}{(0{,}07)^2}

F = 6{,}67 \times 10^{-11} \cdot \frac{50}{0{,}0049} \approx 6{,}806 \times 10^{-7}\,\text{N}

Fuerza muy pequeña por las masas y distancia.

2
Ejercicio 2

Tierra-Luna

Datos: M_T = 5,97×10²⁴ kg, M_L = 7,5×10²² kg, r = 382 900 km = 3,829×10⁸ m.

(Nota: en el libro aparece 5,97×10²³, lo cual es incorrecto; el valor correcto es 5,97×10²⁴ kg)

F = 6{,}67 \times 10^{-11} \cdot \frac{(5{,}97 \times 10^{24})(7{,}5 \times 10^{22})}{(3{,}829 \times 10^8)^2}

F \approx 2{,}037 \times 10^{20}\,\text{N} (libro indica 2,037×10¹⁹ por usar 10²³)

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Figura 3 de Ciencias Naturales · 10 EGB · 2024
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Preguntas que la gente también hace

¿Cuál es la fuerza entre la Tierra y la Luna?
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¿Qué propuso Copérnico?
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📌 Antes de leer esto
  • Ley de gravitación universal
  • Conversión de unidades
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Leyes de Kepler
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Luego de haber escrito la fórmula de la fuerza gravitatoria, se debe revisar que la constante esté expresada en las unidades del Sistema Internacional de Medidas:

N(Newton) x m? (metro cuadrado) sobre kg? (kilogramo cuadrado).

Después, se deben transformar todos los datos expresados en el problema a unidades del Sl.

Así, 200 gramos = 0,2 kg; 7 cm = 0,07 m.

Ya convertidos los datos, calcula la fuerza de atracción, aplicando la fórmu- la y reemplazando por valores numéricos.

_ Si > 1 ua y (250kg) x (0,2kg) F = (6,67 x 10""N x m? / kg?) x (0.07m) Al final de estos cálculos, se obtiene el siguiente resultado: F = 6,806 x 107 newtons.

Como podemos observar, la fuerza de atracción es demasiado pequeña, pues las masas interactuantes también son bastante pequeñas. La ley de la gravitación universal se aplica en cuerpos con masas representativas, Para demostrar lo enunciado, resolvamos un ejercicio con datos de grandes ma- sas, correspondientes a la Tierra y a la Luna.

Calcular la atracción que se ejerce entre la Tierra y la Luna. La masa de laTie- rra es de 5,97 x 10? kg y la masa de la Luna es de 7,5 x 10? kg. La distancia entre la Tierra y su satélite es de 382 900 km.

En primer lugar, verificamos los datos y observamos que la distancia está

en kilómetros, pero debemos trabajar en metros; por tanto, transformamos:

(382 900 km x 1 000) = 3,829 x 10% metros

Luego aplicamos la fórmula: F =G «MA r

Posteriormente, en la fórmula reemplazamos por los valores dados en nuestro ejercicio, quedando de la siguiente manera:

(5,97 < 10%kg) x (7,5 > 10%kg) (3,829 x 108m)?

F = (6,67 x 10" N x m? / kg?)

F = 2,037 x 10' newtons

Como podemos observar, cuando las masas son apreciables, también la fuerza gravitacional es muy considerable.

Principio del movimiento planetario

En el siglo XVI, Nicolás Copérnico planteó que para averiguar el movimien- to planetario de una manera sencilla se debería tomar como referencia al Sol, como el objeto en el que debería nacer el sistema referencial.

Así, Copérnico planteó, entre otras cosas, al Sol como centro del sistema solar, apoyando la teoría heliocéntrica. Con el planteamiento de Copérnico, posteriormente el astrónomo Kepler (Alemania, 1571-1630) formuló las leyes del movimiento planetario, las cuales hasta hoy se aplican, pues resuelven las inquietudes planteadas por la ciencia.

Competencia

matemática

Una constante es un valor que permanece fijo y no puede cam- biar dentro de las condiciones de la realidad. Es todo lo contra- rio al concepto de variable.

A. Nicolás Copérnico (Polonia, 1473-1543).

® Competencia digital

Observa este video muy instruc- tivo sobre las leyes de Kepler:

lynk.ec/10n19

teoría heliocéntrica. Plantea- miento científico comprobado que manifiesta que la Tierra y los demás planetas del sistema solar giran alrededor del Sol.

CN.4,3,15. Indagar, con el uso de las TIC y otros recursos, la gravedad solar y las órbitas planetarias y explicar sobre el movimiento de los planetas alrededor del sol.

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