Средняя плотность планеты равна средней плотности земли, а первая космическая скорость для планеты в 4 раза больше, чем для земли. чему равно отношение периода обращения спутника, двежущегося вокруг планеты по низкой круговой орбите, к периоду аналогичного спутника земли?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Отношение периода обращения спутника планеты к периоду спутника Земли равно 1. Шаг 1: Выражение первой космической скорости через плотность Первая космическая скорость v1v sub 1 определяется формулой v1=GMRv sub 1 equals the square root of the fraction with numerator cap G cap M and denominator cap R end-fraction end-root . Учитывая, что масса планеты M=ρV=ρ43πR3cap M equals rho cap V equals rho center dot four-thirds pi cap R cubed , подставим это выражение в формулу скорости: v1=Gρ43πR3R=R43πGρv sub 1 equals the square root of the fraction with numerator cap G rho four-thirds pi cap R cubed and denominator cap R end-fraction end-root equals cap R the square root of four-thirds pi cap G rho end-root Поскольку средние плотности планеты и Земли равны ( ρp=ρErho sub p equals rho sub cap E), из условия v1p=4v1Ev sub 1 p end-sub equals 4 v sub 1 cap E end-sub следует, что радиус планеты Rpcap R sub p в 4 раза больше радиуса Земли REcap R sub cap E. Шаг 2: Определение периода обращения Период обращения спутника на низкой круговой орбите ( rRr is approximately equal to cap R) вычисляется как отношение длины орбиты к скорости: T=2πRv1cap T equals the fraction with numerator 2 pi cap R and denominator v sub 1 end-fraction Подставим выражение для v1v sub 1 из первого шага: T=2πRR43πGρ=3πGρcap T equals the fraction with numerator 2 pi cap R and denominator cap R the square root of four-thirds pi cap G rho end-root end-fraction equals the square root of the fraction with numerator 3 pi and denominator cap G rho end-fraction end-root Из полученной формулы видно, что период обращения спутника по низкой орбите зависит только от средней плотности небесного тела и гравитационной постоянной. Шаг 3: Сравнение периодов Так как по условию средние плотности планеты и Земли одинаковы ( ρp=ρErho sub p equals rho sub cap E), то и периоды обращения спутников будут равны: Tp=TEcap T sub p equals cap T sub cap EСледовательно, искомое отношение равно: TpTE=1the fraction with numerator cap T sub p and denominator cap T sub cap E end-fraction equals 1 Ответ: Отношение периодов равно 1. Сообщите, нужно ли рассчитать массу планеты относительно массы Земли при таких параметрах?

Форма ответа

Ваш аватар