Tìm hiểu và trình bày ngắn gọn những hiểu biết của em về hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GPS) đang bay xung quanh Trái Đất (Hình 4.7).
GPS là một hệ thống bao gồm nhiều vệ tinh bay trên quỹ đạo phía trên trái đất ở độ cao 20.200 km. GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất, liên tục suốt 24 giờ và hoàn toàn miễn phí đối với một số dịch vụ.
Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất. Các máy thu GPS nhận thông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng.
Các bài tập cùng chuyên đề
1. Dựa trên kiến thức đã học, em hãy xây dựng công thức (4.5).
2. Xác định tốc độ quay quanh Trái Đất của vệ tinh Vinasat-1 ở độ cao 35786 km so với bề mặt Trái Đất.
Xác định tốc độ vũ trụ cấp I đối với Hỏa Tinh, biết khối lượng và bán kính trung bình của Hỏa Tinh lần lượt là 6,42.1023 kg và 3,38.106 m.
Tìm hiểu tại sao vệ tinh địa tĩnh phải ở độ cao khoảng 36000 km so với mặt đất.
Xác định độ cao của một vệ tinh ffiaj tĩnh so với bề mặt Trái Đất. Biết bán kính Trái Đất ở Xich đạo khoảng 6378 km.
Mộc Tinh có đường kính khoảng 142 984 km và có khối lượng khoảng 1,8986.1027 kg. Xét một hòn đá có khối lượng 200 kg ở rất xa Mộc Tinh. Dưới tác dụng của trường hấp dẫn của Mộc Tinh, hòn đá bắt đầu bị hút và chạm vào bề mặt của Mộc Tinh.
a) Xác định độ biến thiên thế hấp dẫn giữa vị trí đầu và cuối của hòn đá.
b) Xác định độ biến thiên thế năng hấp dẫn của hòn đá.
c) Xác định tốc độ của hòn đá khi chạm vào bề mặt của Mộc Tinh, coi ban đầu hòn đá đứng yên so với Mộc Tinh.
Xác định tốc độ vũ trụ cấp I đối với Mặt Trăng, biết khối lượng và bán kính trung bình của Mặt Trăng lần lượt là 7,35.1022 kg và 1 737 km. Tại sao tốc độ này lại nhỏ hơn nhiều so với tốc độ vũ trụ cấp I đối với Trái Đất?
Tim hiểu và trình bày ngắn gọn những ứng dụng của vệ tinh địa tĩnh.
Vinasat-1 là vệ tinh viễn thông địa tĩnh đầu tiên của Việt Nam được phóng vào không gian ngày 18 tháng 4 năm 2008 (Hình 3.1). Với khối lượng 2637 kg và quay quanh Trái Đất ở độ cao trung bình là 35786 km, Vinasat-1 có vùng sóng phủ rộng lớn gồm toàn bộ lãnh thổ Việt Nam và một phần các nước trong khu vực Châu Á, Châu Úc và Hawaii. Vinasat mất đúng một ngày để thực hiện một vòng quay quanh Trái Đất và vệ tinh có vai trò gì trong chuyển động với quỹ đạo và chu kì quay đặc biệt này?
Viết công thức tính lực hướng tâm tác dụng lên các vật chuyển động tròn đều.
Xác định tốc độ chuyển động của vệ tinh Vinasat-1 khi nó ở quỹ đạo có độ cao trung bình 35786 km so với mặt đất. Biết rằng, Trái Đất có khối lượng 5,97.1024 kg và bán kính 6370 km. Tốc độ này có phụ thuộc vào khối lượng của vệ tinh hay không?
Chu kì quay của Thủy Tinh (Mercury) quanh Mặt Trời dài 88 ngày. Cho biết khối lượng của Mặt Trời là 1,99.1030 kg. Xác định bán kính quỹ đạo của Thủy Tinh.
Tính chu kì chuyển động của vệ tinh Vinsasat-1 dựa vào các thông số đã biết ở phần trên. Có nhận xét gì về kết quả tính được?
Bỏ qua ảnh hưởng của ma sát với khí quyển, coi rằng tốc độ chuyển động của nó trên quỹ đạo tròn khi trở thành vệ tinh nhân tạo quanh Trái Đất. Rút ra công thức tính tốc độ vũ trụ cấp I trong công thức (3.3).
Tính tốc độ vũ trụ cấp I của Hỏa Tinh biết rằng khối lượng và bán kính của Hỏa Tinh lần lượt là 6,4.1023kg và 3390 km.
Những vật có khối lượng rất lớn và mật độ chất đậm đặc, sinh ra lực hấp dẫn lớn đến mức ngay cả ánh sáng (có tốc độ 3.108 m/s) cũng không thể thoát khỏi đó và được gọi là hồ đen Vũ Trụ. Cho biết Mặt Trời có khối lượng 1,99.1030 kg. Để trở thành một hố đen vũ trụ, Mặt Trời cần có bé lại thành một quả cầu có bán kính bao nhiêu để ánh sáng không thể thoát khỏi bề mặt của nó?
