Задача по физике. Вопрос: Космический корабль движется вокруг Земли по круговой орбите радиусом 20000 км. Масса Земли 6 ∙ 10^21 т. Определите скорость корабля. Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) 11 км/с 2) 6,3 км/с 3) 8 км/с 4) 4,5 км/с
Для определения скорости космического корабля в круговой орбите воспользуемся третьим законом Ньютона и законом всемирного тяготения.
Сила тяжести, действующая на корабль: F = G M</em>mM </em> mM</em>m / r^2,
где G - гравитационная постоянная, M - масса Земли, m - масса корабля, r - радиус орбиты.
Центростремительная сила, действующая на корабль в круговой орбите: F = m * v^2 / r,
где v - скорость корабля.
Приравниваем эти две силы и находим скорость корабля: G M</em>mM </em> mM</em>m / r^2 = m v^2 / r, G M / r = v^2, v = sqrtG<em>M/rG <em> M / rG<em>M/r = sqrt6.67</em>10(−11)<em>6</em>1024/200006.67 </em> 10^(-11) <em> 6 </em> 10^24 / 200006.67</em>10(−11)<em>6</em>1024/20000 = sqrt3<em>10133 <em> 10^133<em>1013 = 5,48 10^6 м/с = 5480 м/с = 5,48 км/с.
Для определения скорости космического корабля в круговой орбите воспользуемся третьим законом Ньютона и законом всемирного тяготения.
Сила тяжести, действующая на корабль:
F = G M</em>mM </em> mM</em>m / r^2,
где G - гравитационная постоянная, M - масса Земли, m - масса корабля, r - радиус орбиты.
Центростремительная сила, действующая на корабль в круговой орбите:
F = m * v^2 / r,
где v - скорость корабля.
Приравниваем эти две силы и находим скорость корабля:
G M</em>mM </em> mM</em>m / r^2 = m v^2 / r,
G M / r = v^2,
v = sqrtG<em>M/rG <em> M / rG<em>M/r = sqrt6.67</em>10(−11)<em>6</em>1024/200006.67 </em> 10^(-11) <em> 6 </em> 10^24 / 200006.67</em>10(−11)<em>6</em>1024/20000 = sqrt3<em>10133 <em> 10^133<em>1013 = 5,48 10^6 м/с = 5480 м/с = 5,48 км/с.
Правильный ответ: 4) 4,5 км/с