题目内容

某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者,他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星,试问,春分那天(太阳光直射赤道)在日落12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星?(已知地球半径为,地球表面处的重力加速度为,地球自转周期为,不考虑大气对光的折射)

解析:设所求的时间为,用分别表示卫星和地球的质量,表示卫星到地心的距离.有:?

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春分时,太阳光直射地球赤道,如图所示:?

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图中圆表示赤道,表示卫星,表示观察者,表示地心;由图可看出当卫星绕地心转到图示位置以后(设地球自转是沿图中逆时针方向),其正下方的观察者将看不见它,据此再考虑到对称性,有:?

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由以上各式可解得:?.

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