Астронавты, подлетев ** космическом модуле к неизвестной планете, решили измерить среднюю...

Question

Астронавты, подлетев на космическом модуле к неизвестной планете, решили измерить среднюю плотность вещества планеты. Для этого они с выключенными двигателями облетели планету на низкой круговой орбите и измерили время одного полного оборота модуля вокруг планеты. Чему равна плотность планеты, если время оборота модуля равно T = 2,5 часа. Планету считать идеальным шаром. Ответ выразить в г/см³.

Answer 1

Задачка сугубо физическая, астрономии тут нет.

Плотность шара (планеты)

p = M/V = M/(4пR^3/3) = 3*M/(4пR^3)

где M - масса планеты, R - ее радиус

Массу M можно определить из уравнения ускорения,

кругового движения:

a = v^2/R

где R - радиус орбиты (для простоты равен радиусу планеты)

а скорость полета

v = 2пR/t

где t - время полного облета планеты (из условия).

то есть

a = 4п^2R/t^2

с другой стороны ускорение свободного падения

a = g*M/R^2

присваиваем эти два ускорения

4п^2R/t^2 = g*M/R^2

откуда

M = 4*п^2*R^3/(gt^2)

подставляем это выражение для массы в первое выражение для плотности:

p = 3*4*п^2*R^3/(gt^2)/(4пR^3) = 3п/(gt^2)

где g = 6.67*10^(-11) - гравитационная постоянная, а t = 2.5*60*60 = 9000 сек.

считаем :

p = 3*3.1415926/(6.67*10^(-11)*9000^2) = 1744 кг/м3 или 1.74 г/см3

Comments

Благодарю.