Bán kính Trái Đất là R = 6400km, gia tốc trọng trường ở sát mặt đất là 10 m / s 2 . Một vật có khối lượng 37kg ở độ cao bằng 1 9 lần bán kính Trái Đất. Coi vật chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất. Chu kì chuyển động của vật quanh Trái Đất là:
A. 1,6h
B. 1,7h
C. 1,74h
D. 1,8h
Ta có:
Gia tốc trọng trường tại mặt đất
g = G M R 2 = 10 m / s 2
Gia tốc trọng trường ở độ cao:
h = 1 9 R g h = G M ( R + 1 9 R ) 2 = g ( 10 9 ) 2 = 8 , 1 m / s 2
Trọng lượng của vật tại độ cao h đó:
p h = m g h = 37.8 , 1 = 299 , 7 N
Mặt khác, trọng lượng đóng vai trò như lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất, ta có:
P h = F h t = m v 2 r ↔ 299 , 7 = 37. v 2 ( 6400 + 1 9 .6400 ) .1000 → v = 7589 , 5 m / s
Tốc độ góc: ω = v r
= 7589 , 5 ( 6400 + 1 9 .6400 ) .1000 = 0 , 001
Chu kì chuyển động của vật
T = 2 π ω = 2 π 0 , 001 = 6280 s = 1 , 74 h .
Đáp án: C