Física 1 Clases Tutoría Ejercicio 64

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Guía de física 2do CUATRIMESTRE 2023 
Física 1 Clases Tutoría Ejercicio 64 
Para determinar la fuerza centrípeta necesaria para mantener un objeto en órbita alrededor de la 
Tierra, podemos utilizar la siguiente fórmula que relaciona la fuerza centrípeta con la fuerza 
gravitatoria: 
 
F_centripeta = F_gravitatoria 
 
La fuerza centrípeta necesaria para mantener un objeto en órbita es igual en magnitud pero opuesta 
en dirección a la fuerza gravitatoria que actúa sobre el objeto. La fuerza gravitatoria es la fuerza 
con la que la Tierra atrae al objeto hacia su centro. 
 
La fórmula para la fuerza gravitatoria entre dos objetos de masas m1 y m2 separados por una 
distancia r es la Ley de Gravitación Universal: 
 
F_gravitatoria = G * (m1 * m2) / r^2 
 
Donde: 
- F_gravitatoria es la fuerza gravitatoria entre el objeto y la Tierra, medida en newtons (N). 
- G es la constante de gravitación universal, aproximadamente 6.67430 x 10^-11 N·(m/kg)^2. 
- m1 es la masa del objeto, medida en kilogramos (kg). 
- m2 es la masa de la Tierra, medida en kilogramos (kg). 
- r es la distancia entre el centro del objeto y el centro de la Tierra, medida en metros (m). 
 
Explicación paso a paso: 
 
1. Asegúrate de que todas las unidades estén en el Sistema Internacional (SI) para realizar los 
cálculos correctamente. 
 
2. Conoce el valor de la masa del objeto (m1), la masa de la Tierra (m2) y la distancia entre ellos 
(r). 
 
Guía de física 2do CUATRIMESTRE 2023 
3. Utiliza la fórmula de la fuerza gravitatoria para calcular la fuerza centrípeta necesaria para 
mantener el objeto en órbita. 
 
Un ejemplo: 
 
Supongamos que tenemos un satélite con una masa de 500 kg en órbita alrededor de la Tierra, y 
su altura sobre la superficie de la Tierra es de 400 km (400,000 metros). 
 
Calcularemos la fuerza centrípeta necesaria para mantener el satélite en órbita: 
 
1. Primero, convertimos la altura sobre la Tierra a la distancia desde el centro de la Tierra al centro 
del satélite: 
 
Distancia al centro del satélite (r) = Radio de la Tierra + Altura sobre la Tierra 
r = 6,371,000 m + 400,000 m = 6,771,000 m 
 
2. Luego, utilizamos la fórmula de la fuerza gravitatoria para calcular la fuerza centrípeta: 
 
F_gravitatoria = G * (m1 * m2) / r^2 
F_gravitatoria = (6.67430 x 10^-11 N·(m/kg)^2) * ((500 kg) * (5.972 x 10^24 kg)) / (6,771,000 
m)^2 
F_gravitatoria ≈ 2,001,666 N 
 
La fuerza centrípeta necesaria para mantener el satélite en órbita alrededor de la Tierra es 
aproximadamente 2,001,666 newtons (N). Esta fuerza centrípeta actúa hacia el centro de la Tierra 
y es igual en magnitud pero opuesta en dirección a la fuerza gravitatoria, lo que permite al satélite 
mantenerse en órbita sin caer hacia la superficie de la Tierra.