Помогите)В результате торможения в верхних слоях атмосферы высота полёта искусственного спутника над Землёй уменьшилась с 600 до 400 км. Как изменилась в результате этого его кинетическая энергия и центростремительное ускороние? 1)увеличилась 2)уменьшилась 3)не изменилась

Когда спутник в верхних слоях атмосферы замедляется (например, из-за торможения, вызванного атмосферным сопротивлением), его высота над Землёй снижается. В этом случае высота полета уменьшилась с 600 км до 400 км, и это влияет на несколько ключевых физических характеристик, таких как кинетическая энергия и центростремительное ускорение. Давайте разберемся, как именно.

1. Кинетическая энергия спутника

Кинетическая энергия $E_k$ спутника определяется по формуле:

где $m$ — масса спутника, $v$ — его скорость.

С уменьшением высоты орбиты спутник должен двигаться быстрее, чтобы поддерживать свою орбиту (это следствие закона сохранения углового момента и закона сохранения механической энергии для орбитальных движений). Однако, тормозяясь, спутник теряет кинетическую энергию. Процесс торможения приводит к снижению скорости спутника, а следовательно, и к уменьшению его кинетической энергии.

Если высота орбиты уменьшается с 600 км до 400 км, то спутник находится на более низкой орбите, где сила притяжения Земли больше, а значит, для поддержания орбиты нужно большее ускорение (или меньшая скорость на данной высоте). Это приводит к уменьшению скорости, а следовательно, и уменьшению кинетической энергии.

Ответ: кинетическая энергия уменьшается.

2. Центростремительное ускорение

Центростремительное ускорение $a_c$ на орбите выражается как:

где $v$ — скорость спутника, $r$ — радиус орбиты (расстояние от центра Земли до спутника).

Когда спутник приближается к Земле (уменьшается его высота над поверхностью), радиус орбиты также уменьшается. Это увеличение радиуса ведет к большему центростремительному ускорению, так как ускорение пропорционально квадрату скорости и обратно пропорционально радиусу орбиты.

Так как спутник на более низкой орбите имеет большую скорость, его центростремительное ускорение увеличивается.

Ответ: центростремительное ускорение увеличивается.

Итоги:

• Кинетическая энергия уменьшилась, потому что скорость спутника снизилась.
• Центростремительное ускорение увеличилось, потому что уменьшение высоты орбиты привело к большему ускорению из-за более высокой скорости на меньшем радиусе.