Два спутника двигаются по круговой околоземной орбите радиуса R, лежащей в плоскости экватора, в противоположные стороны. Спутники регулярно обмениваются друг с другом сигналами, прерывая сеансы связи только на то время, когда один из них оказывается закрыт от другого тенью планеты. Оцените R если такие отрезки тишины длятся в течение времени τ. Масса Земли MЗ=5.97⋅1024кг, экваториальный радиус Земли RЗ=6.38⋅106м, гравитационная постоянная G=6.67⋅10−11Н⋅м2/кг2. Считайте R≫RЗ. Дайте ответ для t = 9000.0 с в тысячах километров с точностью до целых.
Для определения радиуса орбиты спутников воспользуемся условием, что спутники находятся в тени друг друга в течение времени, равного периоду обращения первого спутника вокруг Земли.
Период обращения спутника в круговой орбите определяется формулой:
T = 2π√R3/(G∗M)R^3 / (G*M)R3/(G∗M)
где R - радиус орбиты, M - масса Земли, G - гравитационная постоянная.
Подставив данные, получаем:
T = 2π√R3/(G<em>M)R^3 / (G<em>M)R3/(G<em>M)
9000 = 2π√R3/(6.67</em>10(−11)<em>5.97</em>1024)R^3 / (6.67</em>10^(-11)<em>5.97</em>10^24)R3/(6.67</em>10(−11)<em>5.97</em>1024)
4500 = π√R3/(3.981<em>1014)R^3 / (3.981<em>10^14)R3/(3.981<em>1014)
4500^2 = π^2R3/(3.981</em>1014)R^3 / (3.981</em>10^14)R3/(3.981</em>1014)
20250000 = π^2 R^3 / 3.981</em>10143.981</em>10^143.981</em>1014
R = √(20250000<em>3.981</em>1014)√(20250000<em>3.981</em>10^14)√(20250000<em>3.981</em>1014)/π R ≈ 27946.62 км
Итак, радиус орбиты спутников составляет примерно 28,000 километров.
Для определения радиуса орбиты спутников воспользуемся условием, что спутники находятся в тени друг друга в течение времени, равного периоду обращения первого спутника вокруг Земли.
Период обращения спутника в круговой орбите определяется формулой:
T = 2π√R3/(G∗M)R^3 / (G*M)R3/(G∗M)
где R - радиус орбиты, M - масса Земли, G - гравитационная постоянная.
Подставив данные, получаем:
T = 2π√R3/(G<em>M)R^3 / (G<em>M)R3/(G<em>M) 9000 = 2π√R3/(6.67</em>10(−11)<em>5.97</em>1024)R^3 / (6.67</em>10^(-11)<em>5.97</em>10^24)R3/(6.67</em>10(−11)<em>5.97</em>1024) 4500 = π√R3/(3.981<em>1014)R^3 / (3.981<em>10^14)R3/(3.981<em>1014) 4500^2 = π^2R3/(3.981</em>1014)R^3 / (3.981</em>10^14)R3/(3.981</em>1014) 20250000 = π^2 R^3 / 3.981</em>10143.981</em>10^143.981</em>1014 R = √(20250000<em>3.981</em>1014)√(20250000<em>3.981</em>10^14)√(20250000<em>3.981</em>1014)/π
R ≈ 27946.62 км
Итак, радиус орбиты спутников составляет примерно 28,000 километров.