Астрономы установили, что ускорение свободного падения ** поверхности одной из экзопланет...

0 голосов
427 просмотров

Астрономы установили, что ускорение свободного падения на
поверхности одной из экзопланет составляет 6 м/с^2. Радиус планеты равен
5700 км. С какой скоростью будет вращаться спутник по круговой орбите
вокруг этой планеты на высоте 300 км над ее поверхностью?


Физика (21 баллов) | 427 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

Закон всемирного тяготения:
F=G\dfrac{mM}{r^2}

Сила тяжести на расстоянии r от центра выражается формулой F=mg(r), значит,
g(r)=\dfrac{GM}{r^2}

Если на расстоянии R (R — радиус планеты) ускорение свободного падения равно g0, то на высоте h оно будет равно
g(R+h)=\dfrac{GM}{R^2}\cdot\dfrac{R^2}{(R+h)^2}=\dfrac{g_0 R^2}{(R+h)^2}

Скорость находим из условия, что если тело движется по окружности радиуса R + h со скоростью v, то его центростремительное ускорение должно быть
g=\dfrac{v^2}{R+h}

\dfrac{v^2}{R+h}=\dfrac{g_0 R^2}{(R+h)^2}\\
v^2=\dfrac{g_0R^2}{h+R}\\
v=\sqrt{\dfrac{g_0R^2}{h+R}}=\sqrt{\dfrac{6\text{ m/s$^2$}\cdot(5.7\cdot10^6\text{ m})^2}{6\cdot10^6\text{ m}}}=5.7\cdot10^3\,\dfrac{\text{m}}{\text{s}}

Ответ. v = 5,7 км/с

(148k баллов)