Kysymys gravitaatiosta?

Kysymys gravitaatiosta?
Anonim

(a) Massan kohteena # m = 2000 kg # liikkuu pyöreässä radiossa # R # nopeudella # V_0 # maapallon ympärille # M # (korkeudessa # H # of # 440), kiertoradalla # T_0 # on annettu Keplerin kolmannessa laissa.

# T_0 ^ 2 = (4pi ^ 2) / (GM) r ^ 3 # ……(1)

missä # G # on Universal Gravitational Constant.

Avaruusalusten korkeudessa

# T_0 = sqrt ((4pi ^ 2) / (GM) (R + h) ^ 3) #

Eri arvojen lisääminen

# T_0 = sqrt ((4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.37xx10 ^ 6 + 4.40xx10 ^ 5) ^ 3) #

# => T_0 = sqrt ((4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.81xx10 ^ 6) ^ 3) #

# => T_0 = sqrt ((4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.81xx10 ^ 6) ^ 3) #

# => T_0 = 5591.0 #

(b) Centripetal-voimaa tasapainottaa gravitaatiovoima. Ilmaisu tulee

# (Mv_0 ^ 2) / r = (GMM) / r ^ 2 #

# => V_0 = sqrt ((GM) / r) #

Vaihtoehtoisesti kiertoradalle

# V_0 = romega #

# => V_0 = (R + h) (2pi) / T_0 #

Eri arvojen lisääminen vaihtoehtoiseen ilmaisuun

# V_0 = (6.81xx10 ^ 6) (2pi) / 5591 #

# => v_0 = 7653 m cdot s ^ -1 #

(c) Picardin avaruusaluksen kineettinen energia heti puhkeamisen jälkeen

# E_K = 1 / 2mV ^ 2 #

Eri arvojen lisääminen

# E_K = 1/2 (2000) ((100-+1,30) / 100xx7653) ^ 2 #

# => E_K = 5.7xx10 ^ 10

(d) Tämän avaruusaluksen mahdollinen energia samanaikaisesti

#E_P = - (GMM) / (r) #

Eri arvojen lisääminen

#E_P = - ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24) (2000)) / (6.81xx10 ^ 6) #

# E_P = -1.17xx10 ^ 11

e) Kokonaisenergia # E_T = E_P + E_K #

# E_T = -1.17xx10 ^ 11 + 5.7xx10 ^ 10 #

# E_T = -6.0xx10 ^ 10

f) Semi major # A # akseli on

#E_T = - (GMM) / (2a) #

# => A = - (GMM) / (2E_T) #

Saatujen arvojen lisääminen

# => A = - ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24) (2000)) / (2 (-6.0xx10 ^ 10)) #

# => a = 6.65xx10 ^ 6

g) Uusi kiertorata # T # löytyy lausekkeesta

# T ^ 2 = (4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.65xx10 ^ 6) ^ 3 #

# => T = sqrt ((4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.65xx10 ^ 6) ^ 3) #

# => T = 5395,1 #

(h) Picard on nyt nopeampi kuin Igor

# DeltaT = 5591,0-5395,1 = 195,9 t

Kun hän saapui ensimmäiseen kohtaan # P # hän oli # 84.0 # takana. Nyt aiemmin

# 195.9-84.0 = 111,9 #