Два искусственных спутника земли массой 200 кг и 400 обращаются по круговым орбитам одинакового радиуса. модули скоростей этих спутников отличаются в ... раз или они одинаковы?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения этой задачи необходимо рассмотреть физические законы, управляющие движением тел по круговым орбитам под действием гравитации. Физическое обоснование Движение спутника по круговой орбите обеспечивается силой всемирного тяготения, которая в данном случае является центростремительной силой. Согласно второму закону Ньютона и закону всемирного тяготения: Fg=Fccap F sub g equals cap F sub cГде:

  • Gcap G — гравитационная постоянная; Mcap M — масса Земли; mm — масса спутника; Rcap R — радиус орбиты; vv — орбитальная скорость спутника.

Подставим соответствующие формулы: GMmR2=mv2Rcap G the fraction with numerator cap M center dot m and denominator cap R squared end-fraction equals the fraction with numerator m center dot v squared and denominator cap R end-fraction Математический вывод Для того чтобы найти скорость vv, сократим обе части уравнения на массу спутника ( mm) и один радиус ( Rcap R): GMR=v2cap G the fraction with numerator cap M and denominator cap R end-fraction equals v squared Отсюда формула первой космической скорости (или орбитальной скорости) на заданной высоте выглядит так: v=GMRv equals the square root of the fraction with numerator cap G center dot cap M and denominator cap R end-fraction end-root Анализ результата Из полученной формулы видно, что скорость спутника зависит исключительно от:

  1. Гравитационной постоянной ( Gcap G). Массы центрального тела, вокруг которого происходит вращение ( Mcap M — масса Земли). Радиуса орбиты ( Rcap R).

Масса самого спутника ( mm) в итоговой формуле отсутствует. Это означает, что при одинаковом радиусе орбиты скорость тела не зависит от его массы. Ответ Модули скоростей этих спутников одинаковы. Несмотря на то, что масса второго спутника в два раза больше массы первого, на одной и той же высоте они должны двигаться с одинаковой скоростью, чтобы оставаться на круговой орбите. Хотите, чтобы я рассчитал период обращения или энергию этих спутников на конкретной высоте? Good response Bad response

Форма ответа

Ваш аватар