Консультация № 200033
04.01.2021, 20:33
0.00 руб.
0 2 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Искусственный спутник Земли запущен с экватора и движется по круговой орбите в плоскости экватора в направлении вращения Земли. Радиус орбиты спутника в 3 раза больше радиуса Земли R=6400 км
Какая доля суток отделяет два следующих друг за другом прохождения спутника над точкой старта? Ускорение свободного падения у поверхности Земли 10 м/с2.
Спасибо большое!

Обсуждение

давно
Посетитель
226425
1567
07.01.2021, 23:36
общий
это ответ
Здравствуйте, maks.zverkov.05!
Дано:
R1=3R
R=6400км
g=10м/с2
Найти: t/T
Решение:

За время t точка старта повернется относительно земной оси на угол
[$966$]o=[$969$]o*t (1)
- здесь [$969$]o - угловая скорость вращения Земли
За это же время t спутник, имея большую угловую скорость ([$969$]1>[$969$]o), облетит вокруг Земли и окажется в точке над местом старта так, что его угловая координата
[$966$]1=2[$960$]+[$966$]o = [$969$]1*t(2)
Следовательно,
[$966$]o=([$969$]o/[$969$]1)*(2[$960$]+[$966$]o) (3)
При этом угловую скорость вращения Земли можно рассчитать, как
[$969$]o=2[$960$]/T (4)
где Т=1 сут.=86400 с - период обращения Земли вокруг своей оси.
Угловая скорость вращения спутника вокруг Земли
[$969$]1=(2[$960$]+[$966$]o)/t (5)
Кроме того
[$969$]1=V1/3R (6)
где V1 - скорость движения спутника по орбите, она же 1-я космическая скорость на данной высоте.
Расчет скорости спутника V1 удобнее провести заранее. Сделаем это.
1. Первая космическая скорость на высоте равной радиусу Земли
Vo=[$8730$](gR) = 8 км/с
2.Ускорение свободного падения на орбите радиусом 3R равно g/9, тогда скорость спутника
V[sub]1[/sub]=[$8730$][(1/3)gR] = Vo/[$8730$]3 =8/[$8730$]3 [$8776$] 4,6 км/с = 4,6*10[sup]3[/sup] м/с
Решаем систему уравнений (1-6) - получаем
[$966$]o=(2[$960$]/T)*(3R/V1)*(2[$960$]+[$966$]o)=
= (4[$960$]2*3R/TV1)+(6[$960$]R/TV1)*[$966$]o
[$8658$]
[$966$]o*[1-(6[$960$]R/TV1)]=(12[$960$]2R)/(TV1)
[$8658$]
[$966$][sub]o[/sub]=12[$960$]2R/(TV1-6[$960$]R) (*)
Подставляем в выражение (*) данные исходные и рассчитанные, получаем
[$966$]o=1,93 рад=0,616[$960$]
***
Теперь рассчитаем искомое соотношение...
Еще раз
[$966$]o=[$969$]o*t = 2[$960$]*t/T
[$8658$]
(t/T)=[$966$]o/2[$960$] = 0,616[$960$]/2[$960$] = 0,31
Ответ: 0,31
Удачи
5
Об авторе:
С уважением
shvetski
давно
Посетитель
404268
9
08.01.2021, 08:35
общий
Спасибо
Форма ответа