miércoles, 15 de julio de 2015

PROBLEMA DE LA OLIMPIADA DE FÍSICA SOBRE LA SONDA "NEW HORIZONS" QUE LLEGÓ A PLUTÓN

Como supongo que bien sabréis, ayer llegó la sonda New Horizons" a Plutón. Pues bien, revisando archivos, he encontrado un problema de las Olimpiadas de Física de la Universidad de Burgos del año 2006 que nos propone un reto sobre esto.

El pasado mes de enero
salió desde la Tierra la sonda
New Horizons, enviada por la
NASA con el objetivo de

alcanzar Plutón en julio de

2015. En febrero-marzo de
2007 se hará pasar la sonda
muy cerca de Júpiter, con el
fin de aprovechar su tirón
gravitacional, es decir, servirse
de su campo gravitatorio para
incrementar la velocidad de la
sonda, así como para desviarla
en una dirección que permita
su encuentro con Plutón en la
fecha señalada. La figura
adjunta muestra la trayectoria
completa de la sonda,
incluyendo las posiciones
actuales de los planetas. El
diagrama de la otra página
ilustra de forma aproximada la
parte de la trayectoria más
próxima al encuentro con
Júpiter. Se señalan las
posiciones de la sonda y de
Júpiter a intervalos de 60 días.
Se pide:
a) Utilizando el diagrama, estimar las velocidades de la sonda y de Júpiter el 20 de
noviembre de 2006, en km/s. Determinar la velocidad con que un hipotético observador
en Júpiter vería acercarse la sonda.
b) Determinar de forma aproximada la posición de la sonda en el momento en que las
fuerzas gravitatorias debidas a Júpiter y al Sol son iguales. En ese momento, ¿la fuerza
neta sobre la sonda es nula? ¿Por qué?
c) Utilizar el principio de conservación de la energía para calcular la velocidad de la sonda
el día 18-jul-2007. Considerar que los motores de la sonda permanecen apagados (de
hecho, así ocurrirá) durante todo el intervalo de tiempo considerado en este problema.
d) Comparar el resultado anterior con la velocidad que se deduce del examen del diagrama.
¿A quién debe atribuirse el cambio entre la velocidad leída en la gráfica y la calculada en
(c)?
e) Explicar por qué la sonda no se precipita sobre Júpiter cuando pasa a escasa distancia de
él. 




No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada