(Originais Teachy 2023) - Pregunta Fácil de Física

Un satélite artificial de comunicaciones está en órbita circular alrededor de la Tierra a una altitud de 3,6 veces el radio de la Tierra, que es aproximadamente 6.371 km. Considerando la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra como 9,81 m/s² y sabiendo que la fuerza gravitacional se da por F = G * (m1 * m2) / r², donde G es la constante gravitacional (6,67 x 10^-11 N m²/kg²), m1 y m2 son masas en kg y r es la distancia entre los centros de masa de los cuerpos en metros, responda: (1) ¿Cuál es la fuerza gravitacional que actúa sobre el satélite? (2) Considerando la fuerza centrípeta necesaria para mantener el satélite en órbita circular, calcule la velocidad orbital del satélite. Desconsidere cualquier efecto de arrastre atmosférico.

Un estudiante pretende realizar un experimento con un bloque de madera rectangular de masa 120g y volumen de 300 cm³, que será sumergido en un recipiente con agua, en el cual está sujeto a una cuerda que pasa por una polea fija, también conectada a un contrapeso de masa desconocida. El sistema está en equilibrio. Tome nota de los siguientes datos: la densidad del bloque de madera es de 0,4 g/cm³, la densidad del agua es de 1 g/cm³ y la aceleración de la gravedad local es de 9,8 m/s². Con base en estos datos y la información proporcionada: (a) Calcule el empuje ejercido por el agua sobre el bloque de madera y (b) determine la masa del contrapeso necesario para mantener el sistema en equilibrio. (c) Si la densidad del agua se modificara a 0,8 g/cm³, ¿el contrapeso debería ser más ligero, más pesado o permanecer igual para mantener el equilibrio? Justifique su respuesta.

En una industria, un trabajador está fabricando piezas metálicas que están sujetas a variaciones de temperatura. En este proceso, necesita tener en cuenta la dilatación espacial de las chapas metálicas utilizadas. Dada una chapa rectangular, con dimensiones iniciales de 0,5 m x 1 m (ancho x largo) y un coeficiente de dilatación lineal de 12 x 10^-6 °C^-1, la chapa se calienta de 30 °C a 230 °C. (a) Calcule la dilatación lineal en cada dimensión de la chapa al final del calentamiento. (b) Determine la dilatación superficial total de la chapa. (c) Si se hace un agujero circular con 5 cm de diámetro en la chapa antes del calentamiento, determine el diámetro del agujero después de la dilatación.