Flashcards: Física: gravitació universal

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Diferència entre massa i pes?

   La massa és la quantitat de matèria, es mesura en kg i no canvia d'un lloc a l'altre. El pes és la força amb què un astre atrau el cos, en newtons, i depèn d'on és.

2. 2. Fórmula del pes d'un cos?

   $P = m \cdot g$: $m$ és la massa (kg) i $g$ l'acceleració de la gravetat del lloc, $9{,}8\ \mathrm{m/s^2}$ a la Terra. El pes surt en newtons.

3. 3. Error típic: el dinamòmetre mesura la massa?

   No: el dinamòmetre mesura forces, i per tant el pes. La massa es mesura amb una balança.

4. 4. Enunciat i fórmula de la llei de gravitació universal?

   Dues masses qualssevol s'atrauen amb una força $F = G\dfrac{M \cdot m}{r^2}$, proporcional al producte de les masses i inversament proporcional al quadrat de la distància.

5. 5. Per què no notes l'atracció gravitatòria entre dos objectes quotidians?

   Perquè $G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\ \mathrm{N \cdot m^2/kg^2}$ és petitíssima: la força només és apreciable quan almenys una de les masses és enorme, com un planeta.

6. 6. Què representa la $r$ de la llei de gravitació?

   La distància entre els centres dels dos cossos. Per a un objecte a una altura $h$ sobre la Terra, $r = R + h$, on $R$ és el radi terrestre.

7. 7. Com depèn la força gravitatòria de la distància?

   Inversament del quadrat: si la distància es duplica, la força es fa 4 vegades més petita; si es triplica, 9 vegades més petita.

8. 8. Com depèn la força gravitatòria de les masses?

   És directament proporcional a cada massa: si una de les dues es duplica, la força també es duplica.

9. 9. Qui atrau més fort: la Terra a la Lluna o la Lluna a la Terra?

   Totes dues forces són iguals i de sentit contrari (tercera llei de Newton). El que és diferent és l'efecte, perquè les masses són molt diferents.

10. 10. Quina idea va unificar Newton amb la gravitació universal?

    Que la mateixa força que fa caure una poma a terra és la que manté la Lluna girant al voltant de la Terra i els planetes al voltant del Sol.

11. 11. Fórmula de $g$ a la superfície d'un planeta?

    $g = G\dfrac{M}{R^2}$: depèn de la massa $M$ i del radi $R$ del planeta, no de la massa del cos que cau.

12. 12. Com varia $g$ quan t'allunyes de la superfície de la Terra?

    Disminueix, perquè augmenta la distància al centre: $g = G\dfrac{M}{(R+h)^2}$. Per a altures petites comparades amb el radi terrestre, el canvi és molt petit.

13. 13. Error típic: els astronautes floten a l'estació espacial perquè allà no hi ha gravetat?

    No: a l'altura de l'estació, uns $400\ \mathrm{km}$, $g$ encara és prop del 90 % del de la superfície. Floten perquè ells i l'estació cauen contínuament al voltant de la Terra, en caiguda lliure.

14. 14. Quina força manté un satèl·lit en òrbita?

    La gravetat de l'astre central, que fa de força centrípeta: el desvia contínuament cap al centre i li fa descriure l'òrbita.

15. 15. Fórmula de la velocitat orbital d'un satèl·lit en òrbita circular?

    $v = \sqrt{\dfrac{G \cdot M}{r}}$: $M$ és la massa de l'astre central i $r$ el radi de l'òrbita. No depèn de la massa del satèl·lit.

16. 16. Error típic: un satèl·lit més allunyat va més de pressa?

    No: com més gran és el radi de l'òrbita, més petita és la velocitat orbital. I com que a més l'òrbita és més llarga, el període és més gran.

17. 17. Com es calcula el període d'un satèl·lit en òrbita circular?

    $T = \dfrac{2\pi r}{v}$: la longitud de l'òrbita dividida per la velocitat. És el temps que triga a fer una volta sencera.

18. 18. Què és un satèl·lit geoestacionari?

    Un satèl·lit que gira sobre l'equador, en el mateix sentit que la Terra i amb un període de $24\ \mathrm{h}$: des de terra sembla quiet. S'usa per a comunicacions i meteorologia.

19. 19. Què va proposar Copèrnic?

    El model heliocèntric: el Sol al centre i la Terra i els planetes girant-hi al voltant, en lloc del model geocèntric de Ptolemeu, amb la Terra al centre.

20. 20. Què diu la primera llei de Kepler?

    Els planetes descriuen òrbites el·líptiques amb el Sol en un dels focus.

21. 21. Què diu la segona llei de Kepler i què implica?

    La línia que uneix el planeta amb el Sol escombra àrees iguals en temps iguals. Per tant, el planeta va més de pressa quan és més a prop del Sol.

22. 22. Quina relació hi ha entre el període d'un planeta i la mida de la seva òrbita (tercera llei de Kepler)?

    El quadrat del període és proporcional al cub del radi mitjà de l'òrbita, $T^2 \propto r^3$: com més lluny del Sol, més llarg és l'any del planeta.

23. 23. Què provoca les marees?

    L'atracció de la Lluna, i en menor grau la del Sol, que és més forta al costat de la Terra que hi mira. Es formen dues protuberàncies d'aigua i hi ha unes dues marees altes al dia.

24. 24. Quan es produeixen les marees vives i les marees mortes?

    Vives, les més grans, quan el Sol, la Terra i la Lluna estan alineats: lluna nova i plena. Mortes, les més petites, en quart creixent i quart minvant.