Какую скорость должен иметь Искусственный спутник Земли, чтобы обращаться по круговой орбите на высоте 600км(радиус Земли=6400) над поверхностью Земли? Каков период его обращения?
H=600 км=600*10^3 м
R=6400 км= 6.4*10^6 м
G = 6,67384(80)·10−11 м³·с−2·кг−1, или Н·м²·кг−2.
Условие обращаться по круговой орбите:
центробежная сила Fц должна быть равна силе тяготения Fт/притяжения к Земле
Fц= m*v^2/(R+h)
Fт= G*m*M/(R+h)^2
Приравняем правые части
m*v^2/(R+h) = G*m*M/(R+h)^2
преобразуем
v^2 = G*M/(R+h)
v = √ (G*M/(R+h))
где М- масса Земли
R - радиус Земли
G - гравитационная постоянная
Т=2pi(R+h)/v
Падение тел на Землю - равноускоренное движение с ускорением свободного падения g = 10м/с².
Пройденный путь при равноускоренном движении вычисляется по формуле:
S = V₁t + 0.5 gt²
Откуда начальная скорость
V₁ = (S - 0.5 gt²):t = (60 - 0.5 ·10·2²):2 = 40: 2 = 20(м/с)
С высоты в 60м тело начало падать со скоростью 20м/с
Скорость при равноускоренном движении вычисляется по формуле:
V₂ = V₁ + gt
В конце движения скорость равна:
V₂ = 20 + 10·2 = 40(м/с)
Если тело падало с какой-то высоты без начальной скорости, то
время за которое оно достигло отметки 60м над Землёй, вычисляется из равенства нулю скорости V ₀ в начале падения
V₁ = V₀ + 10t
20 = 0 + 10t
откуда t = 20:10 = 2(c)
всего от начала падения до конца с
T2=273+147=420 K
E1/E2=T1/T2=837/420≈2 (1)