Một vệ tinh địa tĩnh khối lượng m đang chuyển động trong đều quanh Trái Đất ở độ cao nào đó so vơi mặt đất. Tìm khoảng cách từ vệ tinh đến tâm của Trái Đất. Cho biết khối lượng Trái Đất là M=6.10^24 kg, hằng số hấp dẫn G=6,67.10^-11 N.m^2/kg^2, chu kỳ quay của Trái Đất quanh trục là T=24h
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Lấy \(g_0=9,8\)m/s2
Vệ tinh chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh chính là lực hướng tâm.
\(\Rightarrow F_{hd}=F_{ht}\Rightarrow G\cdot\dfrac{m\cdot M}{r^2}=\dfrac{m\cdot v^2}{r}\)
\(\Rightarrow v=\sqrt{\dfrac{G\cdot M}{r}}\)
Mà \(r=R+h\)\(\Rightarrow v=\sqrt{\dfrac{G\cdot M}{\left(R+h\right)}}\)
Gia tốc rơi tự do của vật tại mặt đất: \(g_0=\dfrac{G\cdot M}{R^2}\)\(\Rightarrow g_0\cdot R^2=G\cdot M\)
\(\Rightarrow v=\sqrt{\dfrac{g_0\cdot R^2}{R+h}}=\sqrt{\dfrac{9,8\cdot\left(6400\cdot1000\right)^2}{6400\cdot1000+600\cdot1000}}\approx7572,58\)m/s
Tốc độ góc: \(\omega=\dfrac{v}{R}=\dfrac{7572,58}{6400\cdot1000}=1,18\cdot10^{-3}\)(rad/s)
Chu kì chuyển động của vệ tinh:
\(T=\dfrac{2\pi}{\omega}=\dfrac{2\pi}{1,18\cdot10^{-3}}=5310,26s\)
Chọn đáp án D
Gia tốc trọng trường:
Lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm.
Chọn D.
Tại độ cao h, lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm: Fhd = Fht
Vì ở độ cao h, vệ tinh có trọng lượng 920 N nên Fhd = 920 N
Mặt khác:
Chọn D.
Tại độ cao h, lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm:
F h d = F h t
Vì ở độ cao h, vệ tinh có trọng lượng 920 N nên
F h d = 920 N
Mặt khác:
- Theo Niutơn thì trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên vệ tinh chính là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh.
P = F h d = 920 N
- Mà: F h d = F h t = 920 N
F h t = m v 2 r = m 4 π 2 T 2 r 2 r = m 4 π 2 r T 2 ⇒ r = F h t T 2 m 4 π 2 = 920. ( 5 , 3.10 3 ) 2 100.4 π 2 = 6546057 , 712 m = 6546 , 058 km
Mà:
r = R + h ⇒ h = r − R = 6546 , 058 − 6400 = 146 , 058 k m
Đáp án: C
Chọn B
Vận tốc dài của vệ tinh v = ωr = (2π/T).r
Lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm.
Thay T = 24h = 86400 s; M = 6.1024 kg, G vào → r = 42298 km