Bài 21.5*Một vệ tinh địa tĩnh (là vệ tinh có vị trí tương đối không đổi đối với một vị trí...

Câu hỏi:

Bài 21.5* Một vệ tinh địa tĩnh (là vệ tinh có vị trí tương đối không đổi đối với một vị trí trên Trái Đất) chuyển động quanh Trái Đất với lực hướng tâm là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh (công thức được cho trong Bài 21.2). Biết gia tốc trọng trường tại mặt đất được tính theo biểu thức: 

$g=G.\frac{M}{R^{2}}$.

Một vệ tinh địa tĩnh (là vệ tinh có vị trí tương đối không đổi đối với một vị trí trên Trái Đất) chuyển động quanh Trái Đất

Với G = 6,67.10$^{-11}$ N.kg$^{-2}$.m$^{2}$ là hằng số hấp dẫn, M và R lần lượt là khối lượng và bán kính Trái Đất. Lấy gia tốc trọng trường tại mặt đất bằng 9,8 m/s$^{2}$ và bán kính Trái Đất khoảng 6,4.10$^{6}$ m. Tính:

a) Bán kính quỹ đạo của vệ tinh.

b) Tốc độ của vệ tinh trên quỹ đạo.

Câu trả lời:
Người trả lời: GV. Đỗ Thị Vương
Phương pháp giải:

a) Ta có thể dung công thức vận tốc lấy lực hấp dẫn giữa vệ tinh và Trái Đất bằng lực hướng tâm:
\[F_{hd}=F_{ht}\]
\[G.\frac{m.M}{r^{2}}=m\frac{v^{2}}{r}\]
\[G.\frac{m.M}{r^{2}}=\frac{m.4\pi ^{2}r}{T^{2}}\]
Từ đó suy ra:
\[r^{3}=G\frac{M}{4\pi ^{2}}.T^{2}=g.\frac{T^{2}.R^{2}}{4\pi ^{2}}\]
\[r=\sqrt[3]{g.\frac{T^{2}.R^{2}}{4\pi ^{2}}}=\sqrt[3]{\frac{9,8.(86400.6,4.10^{6})^{2}}{4\pi ^{2}}}\approx 4.23^{7}\] m

b) Tốc độ của vệ tinh trên quỹ đạo:
\[v=\frac{2\pi r}{T}=\frac{2\pi .4.23.10^{7}}{86400}\approx 3.07.10^{3}\] m/s

Vậy bán kính quỹ đạo của vệ tinh là khoảng 4.23 x 10^7 m và tốc độ của vệ tinh trên quỹ đạo là khoảng 3.07 x 10^3 m/s.
Bình luận (0)
Nhấn vào đây để đánh giá
Thông tin người gửi
0.04162 sec| 2179.672 kb