Искусственные спутники Земли
Стр. 103
Вопросы после параграфа
Если бы удалось устранить все силы сопротивления движению, то тело бесконечно двигалось бы вокруг точки О по замкнутой кривой, например по окружности. При этом направление скорости шарика непрерывно менялось бы под действием силы, направленной к центру окружности. Подобное движение наблюдается при обращении планет вокруг Солнца и спутников вокруг планет. Действительно, на планеты действует сила тяготения со стороны Солнца, а на спутники – со стороны планет, и направлены эти силы к центральному телу.
Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналСпутник не падает на Землю благодаря тому, что обладает достаточно большой скоростью, направленной по касательной к окружности, по которой он движется.
Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналДвижение спутника является примером свободного падения, так как происходит только под действием силы тяжести.
Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналДля того, чтобы некоторое тело стало искусственным спутником Земли, его нужно вывести за пределы земной атмосферы и придать ему определенную скорость, направленную по касательной к окружности, по которой оно будет двигаться.
Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналВывод первой космической скорости:
Центростремительное ускорение определяется по формуле: aц.с = \(\frac{\nu^{2}}{r}\) .
Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналЗначит, для спутника g = \(\frac{\nu^{2}}{r}\), ν2 = gr,
Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналν = \(\sqrt{\text{gr}}\).
Спутник, обладающий первой космической скоростью, движется по круговой орбите, а второй космической – по эллиптической орбите.
Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналОбсуди с товарищем
Тела внутри спутника, движущегося за пределами земной атмосферы, невесомы, так как все тела внутри спутника и сам спутник движутся практически с одинаковым центростремительным ускорением, равным ускорению свободного падения.
Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналУпражнение 21
|
Дано: MЗ = 6·1024 кг RЗ = 6,4·106 м h = 2600 км G = 6,67 · 10-11 Н·м2/кг |
СИ 2,6·106 м |
Решение: ν = \(\sqrt{G\frac{M_{З}}{R_{З} + h}}\) ν = \(\sqrt{6,67 \cdot 10^{- 11} \cdot \frac{6 \cdot 10^{24}}{6,4 \cdot 10^{6} + 2,6 \cdot 10^{6}}}\) = 6670 (м/с) Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналОтвет: ν = 6670 м/с. |
|---|---|---|
| ν – ? |
|
Дано: ν = 1,67 км/с g = 1,6 м/с2 |
СИ 1670 м/с |
Решение: ν = \(\sqrt{\text{gr}}\) ; ν2 = gr, r = \(\frac{\nu^{2}}{g}\) r = \(\frac{1670^{2}}{1,6}\) = 1,7·106 (м) Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналОтвет: r = 1,7·106 м. |
|---|---|---|
| r – ? |
|
Дано: F1 = F F2 = F/3 \(R_{З}^{2}\) = 6,4·106 м |
Решение: F1 = F = G\(\frac{\text{Mm}}{R_{З}^{2}}\) Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналF2 = F/3 = G\(\frac{\text{Mm}}{R^{2}}\) ; F = G\(\frac{3Mm}{R^{2}}\) Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналG\(\frac{\text{Mm}}{R_{З}^{2}}\) = G\(\frac{3Mm}{R^{2}}\) Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналR = \(\sqrt{3R_{З}^{2}}\) = \(R_{З}^{2}\sqrt{3}\) Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналR = 6,4·106 ×\(\sqrt{3}\) = 11085 (км) – расстояние от центра Земли. Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналА расстояние от поверхности Земли: r = 11085 – 6400 = 4685 (км) Ответ: r = 4685 км. |
|---|---|
| r – ? |
|
Дано: H = 3200 км RЗ = 6,4·106 м t = 1 c g = 9,8 м/с2 |
СИ 3200000 м |
Решение: F = \(\text{\ G}\frac{mM_{З}}{{(R_{З} + H)}^{2}}\) = mgh Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналОтсюда: gh = \(\ G\frac{M_{З}}{{(R_{З} + H)}^{2}}\) = g\(\frac{R_{З}^{2}}{{(R_{З} + h)}^{2}}\) Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналТак как движение равноускоренное, то h = \(\frac{g_{h}t^{2}}{2}\) = \(\frac{gR_{З}^{2}t^{2}}{{2(R_{З} + H)}^{2}}\) Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналh = \(\frac{9,8 \cdot {(6,4 \cdot 10^{6})}^{2} \times 1}{{2(6,4 \cdot 10^{6} + 3200000)}^{2}}\) ≈ 2,2 м Добавить текст Озвучить Вернуть оригиналОтвет: h = 2,2 м. |
|---|---|---|
| h(t =1с) – ? |