Искусственный спутник Земли движется по эллиптической орбите. Определи скорость движения спутника в апогее, если его скорость в перигее 8,25 км/с. Перигей орбит находится на расстоянии 200 км, а апогей — на расстоянии 400 км от поверхности Земли
Для определения скорости движения спутника в апогее воспользуемся законом сохранения механической энергии.
Наибольшая кинетическая энергия, а следовательно, и наибольшая скорость у спутника будет в перигее, когда его потенциальная энергия минимальна.
Потенциальная энергия спутника в перигее: U = - G M m / r1, где G - гравитационная постоянная, M - масса Земли, m - масса спутника, r1 - радиус перигея.
Потенциальная энергия спутника в апогее: U' = - G M m / r2, где r2 - радиус апогея.
Учитывая закон сохранения энергии (кинетическая + потенциальная = постоянной величине), получим: 1/2 m v1^2 - G M m / r1 = 1/2 m v2^2 - G M m / r2, где v1 - скорость в перигее, v2 - скорость в апогее.
Из условия задачи известны: v1 = 8,25 км/с, r1 = 200 км, r2 = 400 км.
Подставляем известные значения и найдем v2: 1/2 (8,25 км/с)^2 - G M / (200 км) = 1/2 v2^2 - G M / (400 км).
Решив уравнение, найдем значение скорости v2 в апогее.
Для определения скорости движения спутника в апогее воспользуемся законом сохранения механической энергии.
Наибольшая кинетическая энергия, а следовательно, и наибольшая скорость у спутника будет в перигее, когда его потенциальная энергия минимальна.
Потенциальная энергия спутника в перигее:
U = - G M m / r1,
где G - гравитационная постоянная, M - масса Земли, m - масса спутника, r1 - радиус перигея.
Потенциальная энергия спутника в апогее:
U' = - G M m / r2,
где r2 - радиус апогея.
Учитывая закон сохранения энергии (кинетическая + потенциальная = постоянной величине), получим:
1/2 m v1^2 - G M m / r1 = 1/2 m v2^2 - G M m / r2,
где v1 - скорость в перигее, v2 - скорость в апогее.
Из условия задачи известны:
v1 = 8,25 км/с,
r1 = 200 км,
r2 = 400 км.
Подставляем известные значения и найдем v2:
1/2 (8,25 км/с)^2 - G M / (200 км) = 1/2 v2^2 - G M / (400 км).
Решив уравнение, найдем значение скорости v2 в апогее.