ПЕРВЫЙ
Спутник движется по круговой орбите, а значит имеет постоянное центростремительное ускорение, определяемое гравитацией. Обозначим радиус Земли, как R, высоту на Землёй, как H и r=R+H :
Сила притяжения:
F = GMm/r² = (GMm/R²) R²/r² = mgR²/r² ;
Центростремительное ускорение:
F/m = a = v²/r ;
gR²/r² = v²/r ;
r²/v² = r³/[gR²] ;
T² = (2πr/v)² = 4π²r³/[gR²] ;
T = 2πr/R √[r/g] = 2π/R √[(R+H)³/g] ;
T = 2π/R √[(R+H)³/g] ≈ [ π / 3 200 000 ] √[( 6 400 000 + 1 600 000 )³ / 9.8 ] ≈
≈ [ 5 000 π / 7 ] √10 ≈ 7100 сек ≈ 118 мин ≈ 1 час и 58 мин ;
ВТОРОЙ
Первая космическая скорость (околоземные спутники) равна VI = √[Rg] ;
Период околоземного спутника:
TI = 2πR/VI = 2πR/√[Rg] = 2π√[R/g] ;
По закону Кеплера для единого гравитационного центра верно, что:
T²/TI² = r³/R³ ;
T² = r³/R³ TI² = 4π² [r³/R³]*[R/g] = 4π²r³/[gR²] ;
T = 2πr/R √[r/g] = 2π/R √[(R+H)³/g] ;
T = 2π/R √[(R+H)³/g] ≈ [ π / 3 200 000 ] √[( 6 400 000 + 1 600 000 )³ / 9.8 ] ≈
≈ [ 5 000 π / 7 ] √10 ≈ 7100 сек ≈ 118 мин ≈ 1 час и 58 мин .
Объёмы горячей и холодной воды: V₁ = V₂ = V = 3 л = 3 * 10⁻³ м³.
Температура горячей воды (кипения воды): t₁ = 100 °C.
Температура холодной воды: t₂ = 15 °C.
Найти изменение температуры горячей воды Δt₁ - ?Решение:0. Тепло, полученное от остывания кипятка тратится на нагревание холодной воды. В итоге устанавливается общая температура t.
1. Сразу найдём массу воды: m₁ = m₂ = m = ρV = 1000 * 3 * 10⁻³ = 3 (кг) (на самом деле она нам нужна, почему - узнаете далее).
2. Запишем уравнение теплового баланса: cm(t₁ - t) = cm(t - t₂).
3. Сократим на c и m и (огого!) масса нам больше не нужна: t₁ - t = t - t₂.
4. Выразим общую конечную температуру:
5. Тогда изменение температуры горячей воды:
Численно получим:
(°C).
ответ: на 42,5 °C.