Тема . Механика. Динамика и Статика

.02 Гравитация

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#29217

Искусственный спутник Земли движется по круговой орбите в плоскости экватора в том же направлении, что и точки на экваторе. Радиус орбиты спутника в два раза больше радиуса Земли R  = 6400 км  . Ускорение свободного падения у поверхности планеты g = 10 м/ с2   .
1. Найдите период T  обращения спутника.
В некоторый момент времени расстояние от наблюдателя на экваторе до спутника наименьшее.
2. Через какое время T1   расстояние между наблюдателем и спутником впервые будет расти с наибольшей скоростью?
3. Найдите эту скорость V  .

Источники: Физтех, 2021, 9

Показать ответ и решение

PIC

Продолжительность суток на Земле Tз = 24 ⋅ 60 ⋅ 60 = 86400  с.

1) Пусть M  – масса Земли, m  – масса спутника, тогда по второму закону Ньютона

                                     ∘ -----
            M  m        2π              R3
m ω2R о = G ---2-  ω =  ---⇒  T = 2 π  ---о-
             R о        T              GM

Здесь R о   – радиус орбиты.
Так как R о = 2R  , и GM
-R2--= g  , то

       ∘  -----     ∘ ----            ∘  ---
          8R3--       8R-         √ --   R-          4
T  = 2π   GM   = 2 π   g  = 2 π ⋅ 2 2 ⋅  g ≈  1,4 ⋅ 10 с

2) Перейдём в систему отсчёта, связанную со спутником. Точки на экваторе движутся по окружности с угловой скоростью

       (        )
ω = 2 π  1- − -1-
         T    Tз

Максимальная скорость роста расстояния достигается в тот момент, когда скорость наблюдателя направлена по прямой, на которой находятся спутник и наблюдатель. Из геометрии рисунка видно, что к этому моменту наблюдатель опишет дугу π-
3  .

      π    1 T з ⋅ T
T1 = --- = ---------≈  2,8 ⋅ 103 с
     3ω    6 Tз − T

3) Линейная скорость

              (        )
V =  ωR  = 2π   1-−  1-- R ≈  2,4 ⋅ 103 м/с
                T    Tз
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!