Ejercicios: Fenómenos gravitatorios

Se te escurre el celular de la mano y, por suerte, aterriza sobre la alfombra, como se muestra en la figura.

¿Qué fuerza lo llevó hasta el suelo? ¿Hizo falta que algo lo tocara o lo empujara hacia abajo? Explicá qué significa que la gravedad es una interacción a distancia.

Completá la frase con las palabras que faltan: «La $\dots$ de un cuerpo es la cantidad de materia que contiene y se mide en $\dots$; el $\dots$ es la fuerza con la que un planeta lo atrae y se mide en $\dots$».

¿En qué unidad se mide la masa en el Sistema Internacional? ¿Y el peso? Explicá con un ejemplo por qué no son la misma cosa.

En un tubo al vacío (sin aire) se dejan caer a la vez una moneda y una pluma, como se muestra en la figura.

¿Cuál llega antes al fondo del tubo? Justificá tu respuesta.

Sostenés dos hojas de papel idénticas, una arrugada formando una bola y otra extendida, y las soltás a la vez desde la misma altura, como muestra la figura.

¿Cuál llega antes al suelo? ¿Qué tiene que ver el aire en el resultado?

Un astronauta viaja a la Luna. Sin hacer cálculos: ¿su masa es mayor, menor o igual que en la Tierra? ¿Y su peso? Razoná las dos respuestas.

Nombrá dos fenómenos de tu vida cotidiana que se deban a la gravedad y explicá brevemente cada uno.

La Tierra gira sobre sí misma a gran velocidad y, sin embargo, no salimos despedidos. Explicalo con tus palabras.

Una mochila tiene una masa de $6\ \text{kg}$. En la Tierra su peso es de unos $60\ \text{N}$ y en la Luna, de unos $10\ \text{N}$, como resume la figura.

1. a) ¿Cuál es la masa de la mochila en la Luna?
2. b) Explicá por qué el peso cambia de un lugar a otro y la masa no.

En la Luna la gravedad es unas $6$ veces menor que en la Tierra. Si con el mismo impulso saltás $50\ \text{cm}$ en la Tierra, ¿qué altura alcanzarías aproximadamente en la Luna? Razoná la respuesta.

Un paracaidista cae cada vez más rápido tras saltar del avión, pero al abrir el paracaídas su caída se hace lenta y suave, como muestran las fuerzas de la figura.

Explicá el papel del rozamiento con el aire en cada tramo del salto.

Júpiter es mucho más masivo que la Tierra y su gravedad en la superficie es unas $2,5$ veces mayor. Una pesa de gimnasio que pesa $10\ \text{N}$ en la Tierra pesaría unos $25\ \text{N}$ en Júpiter.

1. a) ¿Cambió su masa?
2. b) ¿Dónde te costaría más levantarla? Justificá la respuesta.

En la Luna no hay aire. Si un astronauta suelta al mismo tiempo un martillo y una pluma desde la misma altura, ¿qué observará? ¿Ocurriría lo mismo en la Tierra? Explicá la diferencia.

Una balanza de baño marca $70\ \text{kg}$ cuando se sube una persona en la Tierra.

1. a) ¿Qué mide en realidad una balanza cuando la pisamos?
2. b) Si la misma persona se pesara con esa balanza en la Luna, ¿marcaría lo mismo? Justificalo pensando en qué le hace la gravedad a la persona.

Disponés de un tubo transparente con una moneda y un corcho adentro, conectado a una bomba que extrae el aire. Predecí qué vas a ver al invertir el tubo en tres situaciones y explicá cada predicción:

1. a) Con el tubo lleno de aire.
2. b) Con la mitad del aire extraído.
3. c) Con vacío casi total.

La gravedad en la superficie de Marte es de unos $3,7\ \text{m/s}^2$, frente a los $9,8\ \text{m/s}^2$ de la Tierra. Un rover tiene una masa de $200\ \text{kg}$.

1. a) ¿Dónde pesa más el rover, en la Tierra o en Marte?
2. b) ¿Dónde sería más fácil levantarlo con una grúa?
3. c) Si se suelta una piedra desde la misma altura en ambos planetas (despreciando el rozamiento con la atmósfera), ¿en cuál cae más rápido? Justificá cada respuesta.

Soltás a la vez, desde la misma altura, una bola de acero y una bola de corcho blanco del mismo tamaño, como muestra la figura.

1. a) En condiciones normales, con aire, ¿cuál llega antes al suelo?
2. b) ¿Y si repitieras el experimento al vacío?
3. c) Explicá qué papel juegan la masa y el rozamiento del aire en cada caso.