Establece un sistema de referencia, con eje de posiciones Or con origen en el centro de la Tierra, con dirección y sentido positivo hacia el centro de la Luna.
Luego, tienes los datos:
rL = 3,84*105 Km = 3,84*108 m (posición del centro de la Luna),
ML = 0,012*MT (1) (masa de la Luna en función de la masa de la Tierra).
rP = a determinar (posición del punto en estudio).
Luego, planteas las expresiones de los campos gravitatorios que la Tierra y la Luna ejercen sobre el punto en estudio (observa que los signos de las expresiones indican los sentidos de los campos), y queda:
ET = -G*MT / rP2 (2),
EL = G*ML / (rL-rP)2 (3).
Luego, planteas la condición que tienes en tu enunciado (el campo resultante es nulo en el punto en estudio), y queda:
ET + EL = 0, restas EL en ambos miembros, y queda:
ET = -EL, sustituyes las expresiones señaladas (2) (3), y queda:
-G*MT / rP2 = -G*ML / (rL-rP)2, sustituyes la expresión señalada (1) en el segundo miembro, y queda:
-G*MT / rP2 = -G*0,012*MT / (rL-rP)2, divides en ambos miembros por -G*MT, y queda:
1/ rP2 = 0,012 / (rL-rP)2, multiplicas en ambos miembros por rP2*(rL-rP)2, y queda:
(rL-rP)2 = 0,012*rP2, desarrollas el primer miembro, y queda:
rL2 - 2*rL*rP + rP2 = 0,012*rP2, restas 0,012*rP2 en ambos miembros, y queda:
rL2 - 2*rL*rP + 0,988*rP2 = 0, ordenas términos, y queda:
0,988*rP2 - 2*rL*rP + rL2 = 0, reemplazas el valor de la posición de la Luna, resuelves coeficientes, y queda:
0,988*rP2 - 7,68*108*rP + 1,47*1017 = 0,
que es una ecuación polinómica cuadrática, cuyas soluciones son:
rP = ( 7,68*108 ± 0,94*108 ) / 1,976,
por lo que tienes dos opciones:
a)
rP = 4,36*108 m,
que no tiene sentido para este problema, porque no corresponder a una posición intermedia entre la Tierra y la Luna;
b)
rP = 3,41*108 m,
que sí tiene sentido para este problema, porque sí corresponder a una posición intermedia entre la Tierra y la Luna.
Espero haberte ayudado.