Actividad 14.2: ¿Por qué no caen los satélites espaciales?

(60-85 minutos + 15 minutos en gran grupo) (Por grupos)

Tu grupo debe contestar las preguntas que se plantean. Debéis llegar a un acuerdo en las respuestas. Anota en las hojas del alumno la respuesta del grupo a cada cuestión y comenta las conclusiones con tu profesor.

a) ¿En qué se diferencian unas trayectorias de otras?

Según tu experiencia, estarás de acuerdo que al lanzar horizontalmente una piedra, la trayectoria que seguirá en los primeros instantes será más o menos curva dependiendo de su velocidad de lanzamiento.

¿Si se aumenta la velocidad, la curvatura en los primeros instantes aumenta o disminuye?

Anota la respuesta en el lugar correspondiente en las hojas del alumno.

Podéis verificar vuestra respuesta con las siguientes versiones a mayor escala de la simulación Montaña Newtoniana Lunar.

Simulación en archivo autoejecutable de java

y el otro archivo autoejecutable

El motivo de hacer zoom en la segunda simulación es para acercarnos a tu experiencia cotidiana, ya que esas son las trayectorias que tú observas al lanzar horizontalmente un objeto.

Es interesante que "deshagas" el zoom para tener una perspectiva más adecuada de lo que está pasando.

Vuelve a poner el zoom al máximo y observa las trayectorias en las dos simulaciones anteriores. Fíjate que en los primeros instantes todas las trayectorias son básicamente del mismo tipo y en todas se cumple que a más velocidad de lanzamiento, la curvatura en esos primeros instantes es menor. La comparación entre los dos tríos de trayectorias es especialmente interesante ya que si recuerdas de la simulación Montaña Newtoniana de la sección anterior un lanzamiento a 6000 Km/h produce una órbita aproximadamente circular.

Iremos viendo enseguida la relación que existe entre los tiros parabólicos y las órbitas. Por ahora presta atención a algunos detalles:

El juego de las diferencias:
¿Sabrías decir cuáles son las dos principales diferencias entre lo que muestra la primera y la segunda simulación?

Ayuda:
No se pregunta aquí por la diferencia en el alcance logrado, que es evidente, ni por el pequeño comentario hecho en la simulación sobre si tocan o no los tres proyectiles el segmento.

Tampoco debes comparar la longitud de los vectores rojos (fuerza gravitatoria) entre las dos simulaciones, ya que es distinta en ambas porque se ha variado las masas de los proyectiles al pasar de una simulación a otra. Esto se hace para que la longitud de los vectores sea la que nos interesa (observa, por ejemplo, que en la segunda simulación la flecha roja se ve bien al hacer zoom al máximo, pero se hace tan pequeña que no se ve al quitar el zoom. Si en la primera simulación las masas fueran las mismas que en la segunda, el vector Fuerza gravitatoria no se apreciaría en la imagen).

Recuerda que el tiempo que tarda un cuerpo en caer en ausencia de fuerza de rozamiento es independiente de su masa, enseguida veremos que en ausencia de rozamiento las trayectorias tampoco dependen de la masa del proyectil. Si todavía no lo entiendes, creételo hasta que lo veamos más adelante.

Anota la respuesta en el lugar correspondiente en las hojas del alumno

¿Sabríais ahora explicar por qué se producen esas dos diferencias que acabáis de señalar?

Anota la respuesta en el lugar correspondiente en las hojas del alumno