Pregunta sobre gravitació?

Pregunta sobre gravitació?
Anonim

(a) Per objecte de massa # m = 2000 movent-se en una òrbita circular de radi # r # amb una velocitat # v_0 # al voltant de la terra de massa # M # (a una altitud # h # de # 440), el període orbital # T_0 # està donada per la tercera llei de Kepler.

# T_0 ^ 2 = (4pi ^ 2) / (GM) r ^ 3 # ……(1)

on # G # és la constant gravitatòria universal.

En termes d’altitud de les naus espacials

# T_0 = sqrt ((4pi ^ 2) / (GM) (R + h) ^ 3) #

Inserció de diversos valors que obtenim

# T_0 = sqrt ((4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.37xx10 ^ 6 + 4.40xx10 ^ 5) ^ 3) #

# => T_0 = sqrt ((4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.81xx10 ^ 6) ^ 3) #

# => T_0 = sqrt ((4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.81xx10 ^ 6) ^ 3) #

# => T_0 = 5591,0

(b) La força centrípeta està equilibrada per la força gravitatòria. L’expressió es converteix

# (mv_0 ^ 2) / r = (GMm) / r ^ 2 #

# => v_0 = sqrt ((GM) / r) #

Alternativament, per a una òrbita circular

# v_0 = romega #

# => v_0 = (R + h) (2pi) / T_0 #

Inserció de diversos valors en expressions alternatives

# v_0 = (6.81xx10 ^ 6) (2pi) / 5591 #

# => v_0 = 7653 m cdot s ^ -1 #

(c) Energia cinètica de la nau espacial de Picard, just després de disparar

# E_K = 1 / 2mv ^ 2 #

Inserció de diversos valors que obtenim

# E_K = 1/2 (2000) ((100-1.30) / 100xx7653) ^ 2 #

# => E_K = 5.7xx10 ^ 10

(d) Energia potencial d'aquesta nau espacial alhora

#E_P = - (GMm) / (r) #

Inserció de diversos valors que obtenim

#E_P = - ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24) (2000)) / (6.81xx10 ^ 6) #

# E_P = -1.17xx10 ^ 11

(e) Energia total # E_T = E_P + E_K #

# E_T = -1.17xx10 ^ 11 + 5.7xx10 ^ 10 #

# E_T = -6.0xx10 ^ 10

(f) Semi major # a # l’eix es dóna per

#E_T = - (GMm) / (2a) #

# => a = - (GMm) / (2E_T) #

Inserció de valors donats

# => a = - ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24) (2000)) / (2 (-6.0xx10 ^ 10)) #

# => a = 6.65xx10 ^ 6

(g) El nou període orbital # T # es troba a l’expressió

# T ^ 2 = (4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.65xx10 ^ 6) ^ 3 #

# => T = sqrt ((4pi ^ 2) / ((6.67xx10 ^ -11) (5.98xx10 ^ 24)) (6.65xx10 ^ 6) ^ 3) #

# => T = 5395.1

(h) El Picard és ara més ràpid que l'Igor pel temps

# DeltaT = 5591.0-5395.1 = 195.9

Quan va arribar primer al punt # P # ell era # 84.0 darrere. Ara, abans

# 195.9-84.0 = 111.9