Якщо штучний супутник рухається навколо Землі по коловій орбіті, яке з наступних тверджень є правильним? а) Швидкість

Тема занятия: Штучний супутник на орбіті навколо Землі

Пояснення:
а) Ні, швидкість супутника напрямлена вздовж радіуса орбіти, а не до центру Землі. Це називається центростремительною силою.

б) Так, супутник рухається з постійним за модулем прискоренням напрямленим вздовж радіуса орбіти. Це підтримує його в руху по коловій орбіті.

в) Ні, формула v=√2rземg використовується для обчислення швидкості супутника на круговій орбіті навколо Землі, де rзем - радіус Землі, g - прискорення від тяжіння. Швидкість супутника не залежить від його висоти над поверхнею Землі.

г) Ні, сили притягу Землі та супутника не мають однакового модуля. Згідно третього закону Ньютона, сили діють у парах з рівними за модулем, але протилежними за напрямком. Сила притягу Землі до супутника є такою ж, як і сила притягу супутника до Землі, але це не означає однаковість їх модулів.

Приклад використання: Щоб визначити, яке з тверджень є правильним, школяр може перевірити кожне з них, використовуючи свої знання про фізику. Вона/він може розглянути напрямок швидкості супутника, дослідити поняття прискорення від центростремительної сили, дослідити формулу для швидкості супутника на орбіті та зрозуміти, що сили притягу не мають однакового модуля.

Порада: Щоб зрозуміти рух штучного супутника навколо Землі, корисно розглянути фізичні закони, що контролюють рух тіл в гравітаційному полі. Вивчення теорії кругового руху та центростремительної сили допоможе зрозуміти, чому швидкість супутника напрямлена не до центру Землі та чому супутник рухається з постійним прискоренням. Крім цього, вивчення законів Ньютона та закону всесвітнього тяжіння дозволить краще розуміти взаємодію між Землею та супутником.

Вправа: Поясніть, що таке центростремительна сила та як вона впливає на рух штучного супутника.

Якщо штучний супутник рухається навколо Землі по коловій орбіті, яке з наступних тверджень є правильним?

а) Швидкість супутника напрямлена до центру Землі?

Ні, швидкість супутника у напрямку руху перпендикулярна до лінії, що з"єднує центр Землі і супутник. Це є державним законом збереження кінетичної енергії та моменту.

б) Супутник рухається з постійним за модулем і напрямком прискорення?

Так, супутник рухається з постійним за модулем прискоренням, спрямованим до центру Землі. Це називається центростремительним прискоренням і відповідає закону всесвітнього гравітаційного тяжіння між супутником і Землею.

в) Якщо супутник рухається на висоті h над поверхнею Землі, його швидкість v=√2rземg?

Ні, це твердження неправильне. Швидкість супутника, рухаючись по коловій орбіті, залежить від радіусу орбіти і коефіцієнту гравітаційного прискорення, але не пропорційна квадратному кореню від різниці перших двох величин.

г) Супутник притягує Землю з такою самою за модулем силою, з якою Земля притягує супутник?

Так, супутник і Земля взаємодіють за законом всесвітнього гравітаційного тяжіння. Сила залежить від мас супутника і Землі та відстані між ними. Закон дії і протидії стверджує, що сили, що діють на супутник і Землю, будуть однакові за модулем, але протилежні за напрямком.