2025Convocatoria ordinaria · Serie 1 · Ejercicio 1
2,5 puntosCoincide con la pautaTemas: Campo gravitatorioLa basura espacial dejada por satélites antiguos y sus cohetes lanzadores se está convirtiendo en un peligro para otros satélites. En noviembre de , durante unas tareas de reparación, dos astronautas se dejaron una caja de herramientas en el exterior de la Estación Espacial Internacional (EEI).
a) A partir de la ley de gravitación universal, deduzca la expresión de la velocidad orbital en función del radio orbital. Calcule la velocidad de la caja de herramientas en órbita a por encima de la superficie terrestre y el número de vueltas que dará la caja cada día alrededor de la Tierra. [ puntos]
b) El fin de la EEI está planificado para el año . De forma gradual y controlada se bajará su órbita hasta los de altura por encima de la superficie terrestre. Calcule la energía mecánica de la EEI en esta órbita y justifique su signo. La última tripulación abandonará la estación y, posteriormente, la estación caerá desde esta altura en medio del océano Pacífico. Calcule con qué energía cinética impactará la estación contra el agua, sin tener en cuenta los efectos de la atmósfera terrestre. [ puntos] Datos: . Masa de la Tierra: . Radio de la Tierra: . Masa de la EEI: .
Hazlo en papel y compara paso a paso.
a)1,25 puntos
Planteamiento La gravedad proporciona toda la fuerza centrípeta de la órbita circular. El número de vueltas es el cociente entre un día y el período.
Igualamos la gravitación y la fuerza centrípeta; la masa de la caja se cancela.
Sumamos la altura al radio terrestre y sustituimos.
Dividimos la duración del día por el tiempo de una vuelta.
Resultado; .
La pauta oficial da: 7,68·10³ m/s; 15,6 voltes/dia
b)1,25 puntos
Planteamiento Tomamos la energía potencial nula en el infinito y conservamos la energía mecánica en la caída ideal. Una energía total negativa corresponde a un sistema ligado.
En una órbita circular la energía cinética es la mitad del módulo de la potencial.
Calculamos la energía inicial y restamos la potencial en la superficie.
Resultado; .
La pauta oficial da: −1,29·10¹³ J; 1,40·10¹³ J
Enunciado: Generalitat de Catalunya, Consell Interuniversitari de Catalunya, Oficina d’Accés a la Universitat. PAU de Física 2025, convocatoria ordinaria. La imagen es el examen oficial tal cual; el texto lo reproduce con las fórmulas reescritas. Consultado el 19 de octubre de 2026; el documento no declara fecha de última actualización.
Examen en catalán (PDF)Examen en castellano (PDF)Pauta de corrección (PDF)Reutilizado según el aviso legal de la Generalitat

