Question

СРОЧНО!!! 50 БАЛЛОВ ЗАДАЧА:В результате перехода спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение уменьшается. Как изменяются в результате этого перехода потенциальная энергия спутника в поле тяжести Земли, модуль его импульса на орбите и период обращения вокруг земли?​

Answer 1

Ответ:

На спутник действует только сила притяжения земли

,

где - масса земли; - масса спутника; - радиус орбиты. В соответствии со вторым законом Ньютона, можем записать:

,

где - играет роль центростремительного ускорения. Отсюда видно, что при уменьшении ускорения, радиус орбиты должен увеличиваться.

Теперь рассмотрим как изменится скорость движения спутника в зависимости от радиуса орбиты. Подставим вместо ускорения , получим:

.

То есть, при увеличении R, скорость спутника уменьшается.

Потенциальную энергию спутника можно определить как . Так как радиус орбиты увеличился, то и потенциальная энергия спутника также увеличивается.

Answer 2

При переходе спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение уменьшается. Рассмотрим, как изменяются соответствующие величины:

1. Потенциальная энергия спутника в поле тяжести Земли: Потенциальная энергия зависит от высоты спутника над поверхностью Земли. При переходе на более высокую орбиту высота спутника увеличивается, что приводит к увеличению его потенциальной энергии. Следовательно, потенциальная энергия спутника возрастает.

2. Модуль импульса на орбите: Импульс спутника на орбите определяется его массой и скоростью. Центростремительное ускорение на орбите обратно пропорционально радиусу орбиты, то есть, чем меньше радиус орбиты, тем больше скорость спутника. Поэтому, при уменьшении центростремительного ускорения на новой орбите, скорость спутника уменьшится, а значит, и модуль его импульса на орбите также уменьшится.

3. Период обращения вокруг Земли: Период обращения спутника зависит от его орбитальной скорости и радиуса орбиты. Уменьшение центростремительного ускорения приводит к уменьшению орбитальной скорости спутника. Поскольку период обращения обратно пропорционален орбитальной скорости, период обращения спутника увеличится при переходе на новую орбиту.

Итак, в результате перехода спутника Земли с одной круговой орбиты на другую:

• Потенциальная энергия спутника в поле тяжести Земли увеличится.
• Модуль импульса спутника на орбите уменьшится.
• Период обращения спутника вокруг Земли увеличится.