题目内容
【题目】质量为m的卫星发射前静止在地球赤道表面。假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R。
(1)已知地球质量为M,自转周期为T,引力常量为G。求此时卫星对地表的压力N的大小;
(2)卫星发射前随地球一起自转的速度大小为v0,卫星发射后先在近地轨道上运行(轨道离地面的高度可以忽略不计),运行的速度大小为v1,之后经过变轨成为地球的同步卫星,此时离地面高度为H,运行的速度大小为v2。
a.求比值v1/ v2;
b.求比值v0/ v2
【答案】(1) (2)
【解析】(1)卫星静止在地球上,随地球一起做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得:
解得:N′=
根据牛顿第三定律可知卫星对地表的压力N的大小为:N=N′=
(2)a、卫星围绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,则有: , ,
解得:
同步卫星与地球具有相同的角速度,则根据v=ωr可得:
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