Вопрос задан 26.02.2025 в 17:45. Предмет Физика. Спрашивает Колпаков Дима.

Какой импульс силы подействовал на спутник массой 1 т, если спутник перешёл с орбиты радиусом R3 + h на орбиту радиусом R3 + 2h, где высота h равна 200 км?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Менский Лёша.

Чтобы ответить на вопрос, разберём ситуацию более подробно.

Дано:

  1. Масса спутника m=1т=1000кгm = 1 \, \text{т} = 1000 \, \text{кг}.
  2. Радиус Земли R3=6371кмR_3 = 6371 \, \text{км}.
  3. Высота начальной орбиты h1=200кмh_1 = 200 \, \text{км}, а высота конечной орбиты h2=400кмh_2 = 400 \, \text{км}.
  4. Начальная орбита имеет радиус r1=R3+h1r_1 = R_3 + h_1, а конечная — r2=R3+h2r_2 = R_3 + h_2.

Необходимо определить импульс силы, подействовавший на спутник.


Теория:

Импульс силы Δp\Delta p равен изменению количества движения спутника, то есть:

Δp=mΔv=m(v2v1),\Delta p = m \Delta v = m (v_2 - v_1),

где v1v_1 — орбитальная скорость на начальной орбите, v2v_2 — орбитальная скорость на конечной орбите.

Орбитальная скорость на круговой орбите вычисляется по формуле:

v=GMr,v = \sqrt{\frac{GM}{r}},

где:

  • GG — гравитационная постоянная (G=6.67×1011м3/кгс2G = 6.67 \times 10^{-11} \, \text{м}^3 / \text{кг} \, \text{с}^2),
  • MM — масса Земли (M=5.97×1024кгM = 5.97 \times 10^{24} \, \text{кг}),
  • rr — радиус орбиты.

Расчёты:

1. Вычисление радиусов орбит:

r1=R3+h1=6371км+200км=6571км=6.571×106м,r_1 = R_3 + h_1 = 6371 \, \text{км} + 200 \, \text{км} = 6571 \, \text{км} = 6.571 \times 10^6 \, \text{м}, r2=R3+h2=6371км+400км=6771км=6.771×106м.r_2 = R_3 + h_2 = 6371 \, \text{км} + 400 \, \text{км} = 6771 \, \text{км} = 6.771 \times 10^6 \, \text{м}.

2. Вычисление орбитальных скоростей:

Для начальной орбиты:

v1=GMr1=6.67×10115.97×10246.571×106.v_1 = \sqrt{\frac{GM}{r_1}} = \sqrt{\frac{6.67 \times 10^{-11} \cdot 5.97 \times 10^{24}}{6.571 \times 10^6}}.

Рассчитаем знаменатель и числитель:

GM=6.67×10115.97×1024=3.986×1014,GM = 6.67 \times 10^{-11} \cdot 5.97 \times 10^{24} = 3.986 \times 10^{14}, v1=3.986×10146.571×106=6.065×1077789м/с.v_1 = \sqrt{\frac{3.986 \times 10^{14}}{6.571 \times 10^6}} = \sqrt{6.065 \times 10^7} \approx 7789 \, \text{м/с}.

Для конечной орбиты:

v2=GMr2=3.986×10146.771×106=5.886×1077671м/с.v_2 = \sqrt{\frac{GM}{r_2}} = \sqrt{\frac{3.986 \times 10^{14}}{6.771 \times 10^6}} = \sqrt{5.886 \times 10^7} \approx 7671 \, \text{м/с}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос