La solució del problema del número anterior la trobareu juntament amb l'enunciat, seguint l'enllaç La llençadora de pes. El retorn de Star TrekUs
proposem un problema basat en la inoblidable sèrie de
televisió. A la figura 1 es recorden la famosa nau i
alguns dels personatges més destacats. Enunciat
La nau Enterprise està
en òrbita al voltant del planeta XJ-452. El capità Kirk
diu: “Els nostres instruments ens indiquen que girem a una velocitat
de 55,9 km/s
a una altura de 2600
km respecte a la superfície del planeta i amb un període
de 24 min (terrestres).
La temperatura a l’equador del planeta és de 3
ºC i l’atmosfera és respirable. Sr. Spock, reuneixi
un equip de sis tripulants i baixi a explorar el planeta.”
El Sr. Spock respon: “Capità, cap humà no es podrà
aguantar dret allà baix. Segurament moriria aixafat pel seu propi
pes. Fins i tot un vulcanià, com jo, hi tindria greus dificultats.”
Calculeu el pes d’una persona de 80
kg en aquest planeta i comprovareu que el Sr, Spock té tota
la raó.
Dada: G =
6,67·10-11 N m2 kg-2 |
|
A continuació la solució del problema dels nois de Star Trek. Solució
Les dades són:
h=2600 km, v=55,9 km/s i
T=24 min.
Per calcular el pes de la persona ens cal conèixer el valor de la gravetat
a la superfície del planeta .
Si el radi del planeta és
R, el radi de l'orbita és
R+h i la longitud total de l'òrbita .
El radi del planeta R
el trobem a partir del període de l'òrbita
de la nau T
.
Ara tindrem en compte que la força d’atracció
gravitatòria del planeta sobre la nau,(on
és el camp
gravitatori a la nau) és la força centrípeta causant
del seu moviment circular uniforme i, per tant, es compleix:
|
|
Si M
és la massa del planeta, el camp gravitatori a una distància r
qualsevol, és
Per tant, tenim que el producte és
constant. Així coneixent
i R podrem
conèixer :
Amb aquest camp a la superfície del planeta el pes d'una
persona de massa que
es situés sobre el planeta seria:
La gravetat superficial d'aquest planeta és poc més
de 39 vegades la de la superfície terrestre i Spock té tota la
raó del XJ-452 quan desaconsellar que es baixi a la superfície
a inspeccionar el planeta.
Solucionat el problema de Spock ens preguntem per què no
hi ha cap problema a la nau, on la gravetat és unes 24 vegades la de
la superfície de la Terra i el pes de la persona és,
gens menyspreable .Aconsellem fer una repassada al El
racó obscur
de Recursos de física de la tardor del
2008.
Inici |
|
|
ISSN:
1988-7930 Adreça a la xarxa:
www.RRFisica.cat Adreça electrònica:
redaccio@rrfisica.cat
difusio@rrfisica.cat
Comitè de redacció : Josep Ametlla, Octavi
Casellas, Xavier Jaén, Gemma Montanyà, Cristina Periago,
Octavi Plana, Jaume Pont i Ramon Sala.
Treballem conjuntament : Societat Catalana de Física,
Associació de Professores i Professors de Física i Química
de Catalunya,XTEC, Universitat Politècnica de Catalunya, Universitat
de Barcelona
|
Programació web: Xavier Jaén i Daniel Zaragoza.
Correcció lingüística: Serveis Linguïstics
de la Universitat Politècnica de Catalunya. |
Aquesta
obra està subjecta a una
Llicència
de Creative Commons
|
Recursos
de Física col·labora amb la
baldufa i també amb ciències
Revista del Professorat de Ciències de Primària i Secundària
(Edita: CRECIM-UAB)
|
|
|