2025Convocatòria ordinària · Sèrie 1 · Exercici 1
2,5 puntsCoincideix amb la pautaTemes: Camp gravitatoriLa brossa espacial deixada per satèŀlits antics i els seus coets llançadors s’està convertint en un perill per a altres satèŀlits. El novembre de , durant unes tasques de reparació, dos astronautes es van deixar una caixa d’eines a l’exterior de l’Estació Espacial Internacional (EEI).
a) A partir de la llei de gravitació universal, deduïu l’expressió de la velocitat orbital en funció del radi orbital. Calculeu la velocitat de la caixa d’eines en òrbita a per sobre de la superfície terrestre i el nombre de voltes que farà la caixa cada dia al voltant de la Terra. [ punts]
b) La fi de l’EEI està planificada per a l’any . D’una manera gradual i controlada se’n baixarà l’òrbita fins als d’altura per sobre de la superfície terrestre. Calculeu l’energia mecànica de l’EEI en aquesta òrbita i justifiqueu-ne el signe. L’última tripulació abandonarà l’estació i, posteriorment, l’estació caurà des d’aquesta altura al mig de l’oceà Pacífic. Calculeu amb quina energia cinètica impactarà l’estació contra l’aigua, sense tenir en compte els efectes de l’atmosfera terrestre. [ punts] Dades: . Massa de la Terra: . Radi de la Terra: . Massa de l’EEI: .
Fes-lo en paper i compara pas a pas.
a)1,25 punts
Plantejament La gravetat proporciona tota la força centrípeta de l’òrbita circular. El nombre de voltes és el quocient entre un dia i el període.
Igualem la gravitació i la força centrípeta; la massa de la caixa es cancel·la.
Sumem l’altura al radi terrestre i substituïm.
Dividim la durada del dia pel temps d’una volta.
Resultat; .
La pauta oficial dona: 7,68·10³ m/s; 15,6 voltes/dia
b)1,25 punts
Plantejament Prenem l’energia potencial nul·la a l’infinit i conservem l’energia mecànica en la caiguda ideal. Una energia total negativa correspon a un sistema lligat.
En una òrbita circular l’energia cinètica és la meitat del mòdul de la potencial.
Calculem l’energia inicial i restem la potencial a la superfície.
Resultat; .
La pauta oficial dona: −1,29·10¹³ J; 1,40·10¹³ J
Enunciat: Generalitat de Catalunya, Consell Interuniversitari de Catalunya, Oficina d’Accés a la Universitat. PAU de Física 2025, convocatòria ordinària. La imatge és l’examen oficial tal qual; el text el reprodueix amb les fórmules reescrites. Consultat el 19 d'octubre de 2026; el document no declara data d’última actualització.
Examen en català (PDF)Examen en castellà (PDF)Pauta de correcció (PDF)Reutilitzat segons l’avís legal de la Generalitat

