Hoy traemos un ejercicio de la parte de Física, que fue propuesto en Extremadura en la prueba práctica para las Oposiciones de Profesorado en Secundaria en 2023. En el proceso de preparación de la parte práctica resulta muy útil repetir ejercicios de convocatorias anteriores para poder calcular el nivel de dificultad o el estilo de los problemas que encontrarás en el momento de tu examen.
Este ejercicio de gravitación lo resolvimos antes, pero como siempre os decimos que hay que repetir y revisar los cálculos, encontramos una errata en la resolución (en el apartado c), y lo traemos actualizado.
Este problema de Extremadura (2023) tiene como objetivo calcular distintos parámetros del momento de reabastecimiento de la Estación Espacial Internacional (ISS) con un vehículo de transferencia automático. Para resolverlo necesitarás poner en práctica las leyes de Kepler para hacer coincidir en un punto la órbita estacionaria de la Estación y el vehículo que realiza una órbita elíptica.
ENUNCIADO
La Estación Espacial Internacional (ISS) depende del continuo envío de combustible, aire y agua para su tripulación, además del equipamiento necesario para realizar experimentos. Cada 12 meses, el vehículo de transferencia automático (ATV) es puesto en órbita por un Ariane-5 desde el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa (Sudamérica) para reabastecer y «repropulsar» (re-boost) la Estación.
El ATV es lanzado a una órbita circular de 300 km, desde la cual se inyecta en una órbita elíptica de transferencia que lo lleva al encuentro de la ISS a 350 km de altura.
Considerando la órbita de la ISS fija en el espacio y la Tierra rotando debajo, determinar:
a. Encuentra el valor de la constante de la tercera ley de Kepler y el periodo de una órbita elíptica.
b. ¿Cuál es el periodo de una órbita elíptica alrededor de la Tierra con un semieje mayor de 6703 km?
c. ¿Qué ángulo ϕ debe haber entre el ATV y la ISS para que al insertar el ATV en la órbita de transferencia lleguemos con éxito al punto de encuentro?
La resolución la desarrolla nuestro profesor del área de Física, Javier:
