Một vệ tinh nhân tạo bay quanh Trái Đất ở độ cao h bằng bán kính R của Trái Đất. Cho R = 6400 km và lấy g = 10 m/s2 . Hãy tính tốc độ và chu kì quay của vệ tinh.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có: Fhd= Fht
\(\Rightarrow\)G=mM(R+h)2=mv2R+h
\(\Rightarrow\)G=mM(R+h)2=mv2R+h
\(\Rightarrow\)v=√mMR+h
\(\Rightarrow\)v=mMR+h khi h = R
⇒v=√GM2R
\(\Rightarrow\)v=GM2R (1)
Mặt khác do:
g=GMR2\(\Leftrightarrow\)gR2=G.MTĐg=GMR2\(\Leftrightarrow\)gR2=G.MTĐ (2)
Từ (1) và (2) ⇒v=√g.R22R=√gR2=√10.64.1052
\(\Rightarrow\)v=g.R22R=gR2=10.64.1052
\(\Rightarrow\)v=√32.106⇒v=32.106 = 5,656.103m/s
+ Chu kì \(T=\dfrac{2\pi}{\omega}\)
Mà v = ω (R + h)
\(\Rightarrow\)T=2πv(R+h)⇒T=2πv(R+h)
\(\Rightarrow\)T=2π(R+h)v=4\(\pi\)Rv
\(\Rightarrow\)T=2\(\pi\)(R+h)v=4\(\pi\)Rv
\(\Rightarrow\)T=4.3,14.6400.103/ 5,656.103
\(\Rightarrow\)T=4.3,14.6400.1035,656.103 = 14,212,16s
\(\Rightarrow\)T \(\approx\)14,212 (s)
Gọi m, M là khối lượng của vệ tinh và của Trái Đất. Khi vệ tinh bay ở độ cao h, lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh là:
Lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm.
\(F_{hd}=F_{ht}\)\(\Rightarrow G\cdot\dfrac{M\cdot m}{\left(R+R\right)^2}=\dfrac{mv^2}{R}\)
\(\Rightarrow v=\sqrt{\dfrac{G\cdot M}{2R}}\)
Mà gia tốc tại mặt đất:
\(g=\dfrac{GM}{R^2}=9,8\)m/s2\(\Rightarrow\dfrac{1}{4}mg=\dfrac{mv^2}{2R}\Rightarrow v=\sqrt{\dfrac{R\cdot g}{2}}=\sqrt{\dfrac{6400\cdot1000\cdot9,8}{2}}=5600\)m/s
Đáp án B
Lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm F h t = F h d
Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm.
F h d = F h t ⇔ G m M r 2 = m v 2 r ⇒ v = G M r
Với: r = R + h = R + 3 2 R = 2 , 5 R
Nên: v = G M 2 , 5 R
Mặt khác: Gia tốc rơi tự do của vật ở mặt đất: g = G M R 2 ⇒ G M = g R 2
v = g R 2 2 , 5 R = g R 2 , 5 = 9 , 8.6400000 2 , 5 = 5009 m / s
Đáp án: C
Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm.
F h d = F h t ⇔ G m M r 2 = m v 2 r ⇒ v = G M r
Với: r = R + h = R + R = 2 R
Nên: v = G M 2 R
Mặt khác:
Gia tốc rơi tự do của vật ở mặt đất: g = G M R 2 ⇒ G M = g R 2
⇒ v = g R 2 2 R = g R 2 = 9 , 8.6400000 2 = 5600 m / s = 5 , 6 km / s
Đáp án: D
Lực hấp dẫn giữa vệ tinh và Trái Đất đóng vai trò là lực hướng tâm, ta có: Fhd = Fht
(Bán kính quỹ đạo tròn của vệ tinh từ vệ tinh đến tâm Trái Đất: R + h)
Mặt khác:
(M là khối lượng trái đất)