Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Gravitazione Moto dei satelliti Velocità e periodo dei satelliti in orbita circolare

La gravitazione

20 esercizi

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Fisica

Completa l'enunciato delle tre leggi di Keplero.
I. I pianeti si muovono attorno al Sole in orbite che sono ________, di cui il Sole occupa uno dei due ________.
II. Il raggio vettore di un pianeta spazza ________ uguali in ________ uguali.
III. Il ________ fra il quadrato del periodo di rivoluzione T attorno al Sole e il ________ del ________ maggiore a dell'orbita è lo stesso per tutti i pianeti.

Posizionamento

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Fisica

Nettuno orbita intorno al Sole con un periodo pari a 165 anni. Calcola il rapporto tra il semiasse maggiore dell'orbita di Nettuno e quello dell'orbita terrestre.

a_N / a_T = ________

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

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Fisica

Saturno orbita intorno al Sole con un periodo di rivoluzione pari a circa 30 anni. Considerando che l'intensità della luce solare decresce come l'inverso del quadrato della distanza percorsa e trascurando le eccentricità delle orbite dei pianeti, determina il rapporto tra i valori dell'intensità luminosa su Saturno e sulla Terra.

A: Su Saturno l'intensità luminosa è circa 900 volte più piccola che sulla Terra.

B: Su Saturno l'intensità luminosa è circa 10 volte più piccola che sulla Terra.

C: Su Saturno l'intensità luminosa è circa 100 volte più piccola che sulla Terra.

D: Su Saturno l'intensità luminosa è circa 30 volte più piccola che sulla Terra.

Scelta multipla

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Fisica

Completa l'enunciato della legge di gravitazione universale.
Ogni particella dell'Universo esercita una forza di ________ su ogni altra particella.
Il modulo della forza che due particelle esercitano l'una sull'altra è ________ proporzionale al ________ delle loro masse e ________ proporzionale al ________ della loro distanza.
Questa forza è ________ alla retta che congiunge le due particelle.

Posizionamento

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Fisica

Una sfera omogenea ha un raggio di 0,50 m e una massa di 65 kg. Una seconda sfera omogenea ha un raggio di 0,80 m e una massa di 87 kg. Le superfici esterne delle due sfere distano 1,2 m, misurati sulla retta che congiunge i due centri. Quanto vale il modulo della forza gravitazionale che ciascuna sfera esercita sull'altra?

A: 2,6 x 10^-7 N.

B: 9,3 x 10^-10 N

C: 6,9 x 10^-10 N

D: 1,5 x 10^-7 N.

E: 6,0 x 10^-8 N.

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Fisica

Cerere è un asteroide della fascia principale degli asteroidi. Nell'ipotesi di un allineamento di Sole, Cerere e Giove, con questi ultimi affiancati dalla stessa parte, Cerere si trova più vicino a Giove che al Sole ed è soggetto alla somma di due interazioni gravitazionali opposte. Utilizzando i valori approssimati della distanza dal Sole di Cerere, r_C = 4,13 x 10¹¹ m, di Giove, r_G = 7,78 x 10¹¹ m, della massa del Sole, M = 1,99 x 10³⁰ kg e della massa di Giove, m_G = 1,90 x 10²⁷ kg, confronta il modulo delle due forze gravitazionali F_S ed F_G dovute all'interazione rispettivamente con il Sole e con Giove.

F_S / F_G = ________

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

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Fisica

In un altro sistema solare orbita un pianeta di massa doppia e raggio triplo rispetto a quelli della Terra. Assumendo che sia la massa della Terra che quella del pianeta siano uniformemente distribuite, calcola il rapporto tra il tuo peso sul pianeta lontano e quello sulla Terra.

A: 0,444.

B: 0,111.

C: 2,000.

D: 0,667.

E: 0,222.

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Fisica

Quanto vale su Mercurio la massa di un oggetto che sulla superficie terrestre pesa 784 N?

A: 118 kg.

B: 48,0 kg.

C: 80,0 kg.

D: 26,0 kg.

E: I dati non sono sufficienti a determinare la risposta.

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Fisica

Quanto vale sulla superficie di Mercurio l'accelerazione di gravità?
Utilizza i valori seguenti: massa M_M = 3,30 x 10²³ kg, diametro D_M = 4,88 x 10⁶ m e assumi che il pianeta sia perfettamente sferico e omogeneo.

g_M = ________ m/s²

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Fisica

Due satelliti identici orbitano intorno alla Terra. Una delle orbite ha raggio r e l'altra 2r. Quanto vale la forza centripeta che agisce sul satellite più lontano rispetto a quella che agisce sul satellite più vicino?

A: Un quarto.

B: La metà.

C: Il quadruplo.

D: Il doppio.

E: Le due forze hanno lo stesso valore.

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Fisica

La Luna orbita attorno alla Terra a una distanza media di 3,85 x 10⁸ m. La massa della Terra è 5,98 x 10²⁴ kg. Quant'è la velocità orbitale della Luna?

v = ________ x 10³ m/s

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Due satelliti identici orbitano intorno alla Terra. Una delle orbite ha raggio r e l'altra 2r. Quanto vale il rapporto tra la velocità del satellite più lontano e quella del satellite più vicino?

A: 2.

B: 0,5.

C: 1,414.

D: 0,707.

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Fisica

A che altezza deve orbitare un satellite artificiale per compiere esattamente due orbite complete in 24 ore?

A: 2,02 x 10⁷ m.

B: 2,66 x 10⁷ m.

C: I dati non sono sufficienti a determinare la risposta.

D: 4,65 x 10⁷ m.

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Fisica

Completa il seguente testo relativo al peso su un satellite.
Sia la bilancia sia la persona della figura sono dentro un satellite che si muove in un'orbita circolare.
Il satellite, la bilancia e la persona sono in ________ libera verso il ________ dell'orbita. Per questo non subiscono alcuna ________ l'uno dagli altri.
Perciò il peso ________ su un satellite che si muove su un'orbita circolare è ________.

Posizionamento

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Fisica

Il peso apparente di un passeggero in ascensore è maggiore del suo vero peso. Quale delle seguenti situazioni è in accordo con questa affermazione?

A: L'ascensore si muove verso l'alto con velocità decrescente o verso il basso con velocità decrescente.

B: L'ascensore si muove verso l'alto con velocità crescente o verso il basso con velocità crescente.

C: L'ascensore si muove verso l'alto con velocità crescente o verso il basso con velocità decrescente.

D: L'ascensore si muove verso l'alto con velocità decrescente.

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Fisica

La stazione spaziale che vedi nel disegno ruota intorno al suo asse per creare una gravità artificiale. La velocità di rotazione dell'anello interno è la metà di quella dell'anello esterno. Un astronauta si muove dall'anello interno a quello esterno. Che cosa accade al suo peso apparente ?

A: Il peso apparente diventa quattro volte più piccolo.

B: Il peso apparente raddoppia.

C: Il peso apparente si dimezza.

D: Il peso apparente rimane invariato.

E: Il peso apparente diventa quattro volte più grande.

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Fisica

Il pilota dello Space Shuttle ha una massa m = 80 kg. Calcola l'incremento di energia potenziale del pilota tra la partenza (livello del mare) e il momento di cui la navicella ha raggiunto quota 5 x 10⁵ m sul livello del mare. Utilizza per il raggio e per la massa terrestri i valori R_T = 6,37 x 10⁶ m e m_T = 5,97 x 10²⁴ kg.

ΔP = ________ x 10⁸ J

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Fisica

Un proiettile è sparato verticalmente dalla superficie della Luna con una velocità iniziale di 1,60 km/s. Trascurando l'attrazione terrestre, calcola la quota che il proiettile raggiunge sopra la superficie lunare.
Utilizza per il raggio e per la massa lunari i valori R_L = 1,74 x 10⁶ m e m_L = 7,35 x 10²² kg.

A: 4,93 x 10⁶ m.

B: Il proiettile si allontana indefinitamente.

C: 1,44 x 10⁶ m.

D: 3,19 x 10⁶ m.

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Fisica

Completa il seguente testo relativo alla velocità di fuga.
La velocità di fuga è la ________ velocità che permette al proiettile di ________ un pianeta o un qualunque altro corpo dotato di ________.
Il suo valore si ricava imponendo che l'energia meccanica totale del ________ sia ________.

Posizionamento

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Fisica

Un proiettile è sparato verticalmente dalla superficie della Luna. Qual è la velocità iniziale minima che deve avere il proiettile per abbandonare per sempre il satellite?
Utilizza per il raggio e per la massa lunari i valori R_L = 1,74 x 10⁶ m e m_L = 7,35 x 10²² kg.

v = ________ m/s

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