Un satélite proviene de una órbita más baja a una órbita más alta. ¿Cuál es el cambio en su energía potencial?

La energía potencial de un satélite viene dada por la ecuación:

[matemáticas] U = \ dfrac {-GMm} {r} [/ matemáticas]

Aquí, U es la energía potencial del satélite,

M es la masa del planeta que orbita el satélite,

m es la masa del satélite, y

r es la distancia entre el planeta y el satélite (radio de la órbita de los satélites). El potencial de referencia cero se toma en un punto donde el campo gravitacional del planeta se convierte en cero, en otras palabras, en el infinito.

Su pregunta debería haber sido redactada como: un satélite se mueve de una órbita más cercana a una órbita más lejana ……

El cambio en la energía potencial se puede calcular de dos maneras:

1. Al calcular el trabajo realizado por la fuerza neta que hace que el satélite se mueva a una órbita más lejana.

En este caso, el cambio en la energía potencial será negativo del trabajo realizado. Esto funciona siempre que la fuerza que actúa en el satélite sea conservadora.

2. Calculando el cambio en la energía potencial usando la fórmula.

Deje que el satélite tenga una energía potencial [matemática] U_ {1} [/ matemática] en un radio orbital [matemática] r_ {1} [/ matemática]. Alguna fuerza hace que se mueva a una órbita más larga de radio [math] r_ {2} [/ math] y tiene una energía potencial [math] U_ {2} [/ math]. Luego:

[matemáticas] U_ {1} = \ dfrac {-GmM} {r_ {1}} [/ matemáticas] y [matemáticas] U_ {2} = \ dfrac {-GmM} {r_ {2}} [/ matemáticas]

[matemáticas] ∆U = U_2-U_1 = \ dfrac {-GmM} {r_ {2}} + \ dfrac {GmM} {r_ {1}} [/ math]

[matemáticas] ∆U = GmM × \ left [\ dfrac {1} {r_ {1}} – \ dfrac {1} {r_ {2}} \ right] [/ math]

Para esto necesitamos saber la energía potencial de las órbitas. Hay algunas fórmulas que te ayudarán a entender eso.

-2k = U donde k es la energía cinética de la partícula.

La energía potencial es negativa en las órbitas. Esto se debe a que la energía potencial a una distancia infinita es cero. Cuando se acercan se vuelve negativo.

La segunda fórmula es U = -GMm / r ^ 2. Con esta fórmula obtienes la respuesta a tu pregunta de que la energía potencial aumentará. A medida que r ^ 2 aumenta, el valor total de GMm / r ^ 2 disminuirá. Pero debido al signo negativo, U aumentará.

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