80. Problema 1 del PESO COMO FUERZA
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 80: Problema 1 del Peso como Fuerza.
Tema: La Tierra en el Universo.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 Para desarrollar este problema hacemos un dibujo donde podemos apreciar la estación espacial internacional en su órbita alrededor de la Tierra. Nos preguntan cuál es la aceleración gravitacional aquí en la estación espacial y nos dan los siguientes datos. El radio de la órbita con que la estación espacial describe su trayectoria, es decir la altitud a la cual se encuentra sobre la superficie terrestre es de 386 kilómetros. Nos dan también la constante de gravitación universal que es 6.67 por 10 a la menos 11 newtons por metro cuadrado sobre kilogramo cuadrado. También nos dan el radio de la Tierra que es 6.37 por 10 a la tres kilómetros. Vamos a marcarlo por aquí, el radio de la Tierra. Nos dan también la masa de la Tierra que es igual a 5.98 por 10 a la 24 kilogramos. Vamos a anotar aquí la masa de la Tierra concentrada en el centro de la Tierra. Y nos preguntan como decíamos cuál es la aceleración gravitacional en esta estación espacial situada a 386 kilómetros por encima de la superficie terrestre. Para ello vamos a utilizar la expresión que dice que la aceleración gravitacional es igual a la constante de gravitación universal por la masa del planeta que en este caso será la masa de la Tierra dividido entre la distancia que hay desde la estación espacial hasta el centro de la Tierra. Como se llama la R. Esa distancia entonces será todo esto. Toda esta distancia será R. Y como vemos R se obtiene sumando el radio de la Tierra más la altitud a la cual se encuentra la estación espacial. Es decir 386 kilómetros. Entonces vamos a reemplazar los valores. Tenemos entonces constante de gravitación universal. Aquí está 6.67 por 10 a la menos 11. Masa de la Tierra ya se encuentra en kilogramos. 5.98 por 10 a la 24 kilogramos. Y acá en el denominador debemos colocar la distancia R elevada al cuadrado. Pero como dijimos la distancia R se compone de la suma del radio terrestre más la altitud a la cual se encuentra la estación espacial. Pero debemos tener la precaución de convertir estos datos a metros. Entonces 386 kilómetros equivale a 386 mil metros. Recordemos que para pasar de kilómetros a metros multiplicamos por mil. De igual forma este radio de la Tierra que se encuentra en kilómetros lo multiplicamos por mil para llevarlo a metros. Es decir multiplicamos por 10 a la 3. Entonces nos queda 6.37 por 10 a la 6 y ya queda expresado en metros. 10 a la 3 por 10 a la 3 nos da 10 a la 6. Entonces aquí la distancia R será la suma del radio terrestre 6.37 por 10 a la 6. Recordemos que debemos ingresar el dato que está en metros más la distancia que hay desde la superficie terrestre hasta la estación espacial que son 386 mil metros. Y cerramos el paréntesis y elevamos al cuadrado. Con esto ya nos aseguramos que todos los datos se encuentran en unidades del sistema internacional de medidas. Entonces resolviendo todo esto en la calculadora obteremos un resultado de 8.74 metros sobre segundo cuadrado. Recordemos escribir las unidades correspondientes a la aceleración gravitacional. Esta sería entonces la respuesta al problema, la aceleración gravitacional en la estación espacial internacional.
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