Física 1.16 Energía necesaria para poner en órbita un satélite. Energía mecánica en órbita circular.
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- Опубликовано: 8 окт 2024
- En este vídeo resolvemos un problema de gravitación muy típico e importante: calculamos la energía que debemos aportar a una masa para que desde la superficie terrestre alcance una órbita circular a una altura sobre la superficie terrestre dada. Este cálculo nos dice el trabajo que deben realizar los motores de la nave y por lo tanto nos informa de la cantidad de combustible necesario. Si además tenemos en cuenta las múltiples pérdidas energéticas encontramos que se necesita una gran cantidad de energía para poner en órbita objetos. Finalmente reflexionamos sobre cómo este resultado dificulta gravemente la exploración espacial hasta el punto de poder poner en entredicho la posibilidad de realizar una misión tripulada a Marte en un futuro próximo.
-Pregunta fácil: Si desde la órbita alcanzada en el ejercicio queremos escapar definitivamente de la atracción terrestre ¿cuánta energía debemos proporcionar al satélite?
-Pregunta normal: Resuelve el mismo ejercicio pero teniendo en cuenta la velocidad inicial que tiene el satélite en la rampa de lanzamiento debido a la rotación de la Tierra.
-Pregunta difícil: si disponemos en nuestros depósitos de 6 Gigajulios de energía ¿qué altura sobre la superficie podrá alcanzar un satélite de 170 kg de masa?
Redescubriendo la física en tu canal, sin obligación ni presión, podría decir que me apasiona, sin más. Gracias por tu vocación de enseñar con pedagogía magistral. Un saludo.
Muchas gracias. Muy bueno lo que dices en tu comentario. Saludos!
Estoy en segundo de Bachiller y en un futuro me gustaría estudiar alrededor de la astrofísica y parecidos, muchas gracias este vídeo me ha ayudado mucho
Hola! Me parece una opción muy interesante (yo hice lo mismo ;) ). Encantado de ser útil. Saludos!
Muy buen video, muy claro todo. Me gusto la reflexión del final. La física me esta gustando cada vez mas por apasionados como ud. Saludos
Muchas gracias por tu comentario. Sí, cuando algo te apasiona lo cuentas y lo aprendes mucho mejor. Saludos!
Gracias por tu canal. ¿No podrían usar la luna como plataforma de lanzamientos?
Sí, pero ya es MUY complicado llegar a la Luna. Montar allí una base queda genial en las películas pero la realidad es que es inabordable. Saludos.
Hola, por casualidad encontre tu canal y me parece muy interante , estoy estudiando fisica clásica (grado en quimica). Es muy curioso lo de la "coincidencia" entre las energías....te animo a que lo expliques en un vídeo.
Gracias por tu tiempo.
Sí, es una demostración facilita la de esa "coincidencia". Puedes verla en el siguiente vídeo de la serie. Gracias por tu comentario!
Me encanta como explicas. Así como explicas trato de hacerlo yo en mis clases de física. Mandaré a mis estudiantes a ver tus vídeos de leyes de Newton y algunos temas de física :)
Muchísimas gracias por tu comentario. Yo también dirijo a mis alumnos a otros vídeos de otros profes! Saludos y adelante con nuestras clases!
Espectacular video, siempre tenia curiosidad de plantear los cálculos descritos en tu video
Gracias Manuel. Son cálculos muy mejorables pero sirven para hacerse una idea. Saludos!
Bueno, creo que ya estamos listos para enviar un cohete al espacio
La teoría la dominamos sí, pero necesitaremos algún ingeniero ;)
Me encanta q lo imagines todo ...estoy estudiando y me ayudas muchoo
Encantado de ser útil! Saludos.
Muchas gracias , lo has explicado genial 👌🏼👌🏼
Gracias! Saludos.
Buen video, yo creo que la solución es el ascensor espacial y creo que casi nadie se a planteado el empezar un desarrollo serio de ello. No se si tengas algún video con la explicación de la teoría del ascensor espacial.
Sí, es un tema muy interesante! Hace algún tiempo escribí un artículo relacionado con ese ascensor espacial. Pero no es realizable en el corto plazo... Muchas gracias por tu aportación. Saludos!
Muy bien explicado!!
Gracias!
muchas gracias de verdad
Muchas gracias a ti por tu comentario. Saludos!
Hola , tengo una duda y que pasaria si tiene una velocidad inicial , tendria energia cinetica ? Buen video , gracias .
Hola. Efectivamente. Si tuviera velocidad inicial habría que tener en cuenta esa energía cinética inicial y sería más fácil poner el objeto en órbita. Eso se ha probado lanzando un cohete desde un avión volando a gran altura. Saludos.
@@fisicaexplicada2020 Muchas graciasss!! y una ultima duda , su energia mecanica en la orbita seria la misma o varia?
Excelente explicación. Tengo una consulta. Tengo entendido que los cohetes se lanzan desde el ecuador hacia el este para aprovechar el impulso de rotación de la Tierra para alcanzar la órbita con la menor energía posible. ¿Eso quiere decir que si se lanzase un cohete en dirección contraria a la rotación de la Tierra con la misma velocidad que esta y a poca altura del suelo, se veria inmóvil en el aire?( Como los satélites geoestacionarios)(o pensándolo mejor se vería inmóvil sólo desde el centro de la Tierra). Pero sin embargo, los aviones sí, se ven que mueven muy rápido como si no les afectase la rotación de la Tierra. A lo mejor es una pregunta tonta, pero es que no acabo de entenderlo. ¿Los aviones gastan mas combustible cuando van hacia el oeste cerca del ecuador?, Pero también llegarian antes al moverse también la Tierra hacia el este. Porque para un cohete en órbita interesa la velocidad absoluta respecto al centro de la Tierra, pero para un avión interesa la velocidad relativa respeto al suelo. Pasaria lo mismo si se hiciese en la luna?, Es decir, sin la influencia de la atmósfera. No se, me lio yo solo. 🤦
Hola. Sí, eso que cuentas causa confusión. La clave es ver que hay que gastar energía para ganar altura y también para ganar velocidad "horizontal". Lo que pasa con los aviones es que además necesitan energía para mantener esa velocidad pero los satélites, fuera de la atmósfera, no. Para lanzar un satélite en dirección contraria al avance de la rotación terrestre el gasto de energía para alcanzar la órbita sería mucho mayor; si solo conseguimos que se quede estacionario... ese satélite caerá directamente al suelo; no se pone en órbita. Espero haberte aclarado. Saludos!
Buenísima! me salio este ejercicio en el examen
Genial! Encantado de ser útil. Saludos!
Muy buen vídeo! ¿Podrías hacer uno en un futuro explicando la Delta V, la ventana de reentrada, la trayectoria de retorno libre, etc? Lo relacionado con el viaje a La Luna siempre me ha fascinado pero hay cosas que no logro entender del todo bien. Un saludo!
Esos cálculos se me escapan la verdad. Saludos!
Enhorabuena. Estupendo
@@tomasvillalta2035 Gracias. Saludos!
O k no On ponlo@@fisicaexplicada2020 obook
@@gabrielortega2264 no lo ontondo ;)
muy buen vídeo, gracias!
Gracias a ti. Saludos!
Y los datos como ej. Velocidad estación internacional...genial
Es un buen dato! Gracias por el comentario. Saludos!
holaa, tengo una consulta, en este ejercicio la energía mecánica no se mantiene, pero en el de la velocidad de escape sí, entonces eso se debe al medio de llegar a la órbita? es decir, si el satélite fuera lanzado por una especie de catapulta y lo pusiera en órbita, ahí la energía mecánica se conservaría?
Gracias de antemano
Así es. La clave es si actúan otras fuerzas en el proceso aparte de la gravitatoria. Cuando lanzamos un objeto con velocidad de escape, el objeto va "libre", por inercia se suele decir, y su Emec se conserva. Pero si queremos despegar partiendo del reposo obviamente actúan los motores que realizan trabajo y por eso la Emec aumenta hasta llegar a la órbita. Saludos.
@@fisicaexplicada2020 muchísimas gracias, me encanta el canal, por cierto :-)
@@lucassebastian864 Encantado de poder ayudar. Saludos!
¿Qué fuerza actúa en el caso de la velocidad de escape?¿Es conservativa? Ya que la energía mecánica se conserva. ¿Y en el caso de los motores?@@fisicaexplicada2020
Cuando lanzamos con velocidad de escape la trayectoria es "libre" y solo actúa la fuerza gravitatoria (conservativa). Se supone que ya no actúan los motores durante el resto de la trayectoria.@@gcttutorias6293
No me termino de enterar de lo de las fuerzas no conservativas... ¿Qué fuerzas no conservativas entran aquí en juego? ¿La fuerza de propulsión de los motores?
Porque yo tenía entendido (y pido disculpas porque esta es la primera vez que estudio física en mi vida) que si por ejemplo lanzo una pelota hacia arriba y espero a que me llegue de retorno, las fuerzas que han entrado en juego (tanto la de mi brazo para lanzar la pelota como la de la gravedad) son fuerzas conservativas, en cuanto que cuando me regrese la pelota de vuelta lo hará con la misma velocidad que con la inicial de mi lanzamiento.
(desprecio el rozamiento del aire que es no conservativo).
¿Por qué la fuerza de mi brazo al lanzar es conservativa y la de los motores no lo es?
No, la de tu brazo tampoco es conservativa; de hecho es bastante difícil de calcular. Piensa que es la fuerza que inicia el movimiento cuando lanzamos algo, y luego ya regresará con la misma velocidad con la que salió de nuestro brazo. Generalmente no estudiamos cómo hacemos ese lanzamiento, simplemente decimos la velocidad inicial de lanzamiento, pues el proceso de lanzamiento es, como digo, complejo. Saludos.
¿Y cómo calculariamos la velocidad con la que hay que lanzar el satélite para ponerlo en esa órbita?
Hola gcttutorias6293. Para poner un objeto en órbita no basta con darle una velocidad inicial. Podemos hacer que alcance una cierta altura pero volvería a caer. Hay que darle energía progresivamente (mediante motores) para inyectarlo en la órbita deseada. Saludos.
Y que pasa si le suministro mas energia? Se va a otra orbita mas alejada no?
Hola. Así es. En este vídeo lo explico. Saludos!
ruclips.net/video/KfQjUSEotQ0/видео.html
¿Podría decirme de que fuerza NO conservativa estamos hablando?
Hola gcttutorias6293. Para poner un objeto en órbita debemos darle energía progresivamente para inyectarlo en la órbita deseada. Generalmente esto se consigue mediante la fuerza NO conservativa que le proporcionan los motores del cohete. Saludos.
BUENAS! Porfavor respóndeme q mi examen es mañana y no encuentro explicación a esto: porque no se conserva la Em?? Si en un campo cons se conserva siempre no?
Yo tengo el exámen el jueves y creo que la energía mecánica varía porque en el inicio no está en órbita y al final sí. Pero vaya que no tengo ni idea a ver si responde y me aclara la duda a mi también. Suerte por cierto
Pensar que si se conservara la energía sería mucho más fácil y barato poner en órbita los satélites o en general hacer que cualquier cosa gane altura. Los objetos tienen en general más energía "arriba" que "abajo"; y esa energía hay que dársela de alguna manera. Para calcularla se usa Wnecesario=Emfinal-Eminicial. Esto es el teorema de la energía mecánica. Se conserva si solo actúa la gravedad. Cuando actúan los motores de la nave o el rozamiento la energía mecánica no se conserva. Espero os sirva. Saludos!
¿Porqué la velocidad inicial no es la velocidad con la que despega de la tierra?
Al principio está en reposo en la rampa de lanzamiento y luego ya poco a poco va ganando velocidad. No es como lanzar un objeto con velocidad inicial, como lanzar una piedra por ejemplo: la piedra no tiene motores que la propulsen y por eso va perdiendo velocidad.
Gracias jefe, es que a mi estas cosas tan descabelladas de los satélites se me dan fatal
Seguro que puedes! Y de verdad que no son tan descabelladas. Saludos!
@@fisicaexplicada2020 gracias, creo que aprobaré por los pelos
Porfavor respóndeme mi profesor me ha enseñado calculando Ec inicial mediante Emf =Em0 pero ahora usted dice algo de no conservativo no entiendo nada porfavor ayuda porfavor lo suplico.
Si actúan fuerzas "extrañas" como el rozamiento, o la fuerza del motor de un coche entonces la energía mecánica no se conserva. Pero si solo actúa el peso por ejemplo, entonces la energía mecánica SÍ se conserva; de este modo se resuelven la mayoría de los problemas.
Es actual por el examen PCE?
Hola. Las Pruebas de Competencia Específicas (PCE) son como la EvAU, así que creo que estas cosas las pueden preguntar. Saludos.
Hey, Vsauce, Michael here
Thanks! :)
hey vsauce, michael here!
Michael Stevens tiene 17 millones de suscriptores... y algo más de pelo que yo ;)
yo también apuesto que en los próximos 30 años el ser humano no pisará Marte, o cambiamos nuestra forma de ir al espacio o no lo conseguiremos!
Hay mucho ruido mediático con Marte, con la fusión nuclear... Y si dices que va a tardar 30 años te miran mal! Como si estuviéramos en contra del progreso! Saludos!
@@fisicaexplicada2020 tienes toda la razón!!
@@fisicaexplicada2020
Igual que cuando algunos nos oponemos a las mal llamadas vacunas covid... Ya se creen algunos con derecho a llamarnos "anti vacunas", "negacionistas", "terraplanistas".
La cultura de la cancelación ha llegado para quedarse.
¡Ánimo!
@@fisicaexplicada2020totalmente 😅.Toda la razón
:D
;-)