Среди орбит, на которые выводятся искусственные спутники Земли, стоит выделить следующие типичные конфигурации:
Низкая околоземная орбита. Обычно околокруговая орбита с высотой 300-600 километров. На таких орбитах летает большинство спутников Земли, в том числе осуществляющие дистанционное зондирование планеты.
Солнечно-синхронная орбита. Приполярная околокруговая орбита. В зависимости от наклонения (которое в любом случае близко к 90 градусам) и высоты орбиты можно добиться различной скорости вращения орбиты в пространстве, вызванной сплюснутостью Земли. Благодаря этому на такой орбите спутник проходит одну географическую широту каждый раз в одно и то же среднее солнечное время.
Геостационарная орбита. Круговая орбита, находящаяся в плоскости экватора. Высота орбиты – 35786 над средним уровнем моря. Угловая скорость спутника на такой орбите равна угловой скорости вращения Земли относительно звезд (сидерические сутки). Из-за небольшой сплюснутости Земли на экваторе (третья гармоника геопотенциала) на геостационарной орбите есть только две устойчивые точки, в других точках аппарат необходимо постоянно поддерживать. Из-за высокой важной орбиты и ее уникальности, место на ней дорого, и каждый аппарат сводится после окончания работы.
Сильноэллиптическая орбита. Орбита с большим эксцентриситетом, выглядящая как эллипс. Обычно у таких орбит низкие перицентр и высокий апоцентр. Это можно использовать для запуска телекоммуникационных спутников, минуя заполненную геостационарную орбиту. Группировка аппаратов на сильно вытянутых орбитах может обеспечивать постоянное покрытие поверхности страны. Такая орбита используется космическим телескопом Спектр-Р для обеспечения большой интерферометрической базы. К таким орбитам относятся геопереходные, у которых перицентр находится на низкой околоземной орбите, а апоцентр – на геостационарной. Ракета-носитель выводит аппарат на такую орбиту, а по достижении апоцентра он должен собственными двигателями перейти на круговую орбиту.
Обычно спутники, как искусственные, так и естественные, обращаютяс в ту же сторону, в которую вращается притягивающее тело. Изредка встречаются ретроградные орбиты, по которым тело вращается в обратную сторону.
1. Тележка массой 200 г движется равномерно по горизонтальной поверхности стола со скоростью 2 м/с. Чему равен ее импульс?
p=mv=0,4 кг∙м/с.
А. 0,4 кг∙м/с.
2. Два корабля с одинаковыми массами m1=m2 движутся со скоростями v и 3v относительно берега. Определите импульс второго корабля в системе отсчета, связанной с первым кораблем, если корабли идут параллельными курсами в одном направлении.
p=m2*(v2-v1) = m(3v-v)=2mv
Б. 2.
3. Пуля массой 10 г пробивает стену. Скорость пули при этом уменьшилась от 800 до 400 м/с. Найдите изменение импульса пули.
p=m*(v2-v1)=0,01*(400-800)=-4 кг∙м/с
А. 4 кг∙м/с.
4. С лодки массой 200 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, выпал груз массой 100 кг. Какой стала скорость лодки?
если выпал, а не выкинули, то скорость не изменилась
v=1 м/с.
А. 1 м/с.
5. Шарик массой m движется со скоростью v и сталкивается с таким же неподвижным шариком. Считая удар абсолютно упругим, определите скорости шариков после столкновения.
у первого станет 0 у второго станет v
II вариант.
1. Мяч массой 500 г летит со скоростью 5 м/с. Чему равен импульс мяча?
p=mv=2,5 кг∙м/с.
Б. 2,5 кг∙м/с.
2. Два корабля с одинаковыми массами m1=m2 движутся со скоростями v и 3v относительно берега. Определите импульс второго корабля в системе отсчета, связанной с первым кораблем, если корабли идут параллельными курсами в противоположных направлениях.
p=m2*(v2-(-v1))=m*(3v+v)=4mv
В. 4.
3. Мяч массой 300 г движется с постоянной скоростью 2 м/с и ударяется о стенку, после чего движется обратно с такой же по модулю скоростью. Определите изменение импульса мяча.
p=m(v2-v1)=0,3*2*2=1,2
А. 1,2 кг∙м/с.
4. Снаряд массой 40 кг, летящий горизонтально со скоростью 400 м/с, попадает в неподвижную платформу с песком массой 10 т и застревает в песке. С какой скоростью стала двигаться платформа?
u=40*400/(40+10000)=1,593625
Б. 1.6 м/с
5. Шарик массой m движется со скоростью v и сталкивается с таким же шариком. Считая удар абсолютно неупругим , определите скорости шариков после столкновения.
оба со скоростью v/2