Câu hỏi
Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng m chuyển động tròn đều quanh Trái Đất ở độ cao h= 1600 km. Trái Đất có khối lượng là M = 6.1024 kg và bán kính R= 6400km. Cho hằng số hấp dẫn là G=6,67.10-11Nm2 /kg2 .
a. Hãy tính vận tốc chuyển động của vệ tinh trên quỹ đạo.
b. Tính chu kỳ chuyển động của vệ tinh.
- A a. 707284m/s
b. 710683s
- B a. 7072,84m/s
b. 71068,3s
- C a. 70,7284m/s
b. 7106,83s
- D a. 7072,84m/s
b. 7106,83s
Phương pháp giải:
a) Lực đóng vai trò lực hướng tâm giữ vệ tinh chuyển động tròn đều quanh Trái đất chính là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh
\({F_{hd}} = G.\frac{{m.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)
. còn lực hướng tâm có liên hệ với vận tốc dài (vận tốc chuyển động của vệ tinh)
\({F_{ht}} = m.{a_{ht}} = m.\frac{{{v^2}}}{R}\)
b) Chu kì chuyển động của vệ tinh là thời gian nó đi hết 1 vòng quanh Trái Đất
\(v = r.\omega = r.\frac{{2\pi }}{T} \Rightarrow T = \frac{{2\pi r}}{v}\)
Lời giải chi tiết:
a) Lực đóng vai trò lực hướng tâm giữ vệ tinh chuyển động tròn đều quanh Trái đất chính là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh.
\({F_{hd}} = G.\frac{{m.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\) = \({F_{ht}} = m.{a_{ht}} = m.\frac{{{v^2}}}{R}\)
Vậy ta có
\(\begin{array}{l}
G.\frac{{m.M}}{{{{(R + h)}^2}}} = \frac{{m.{v^2}}}{{(R + h)}}\\
\Leftrightarrow 6,{67.10^{ - 11}}.\frac{{m{{.6.10}^{24}}}}{{{{(6400000 + 1600000)}^2}}} = \frac{{m.{v^2}}}{{6400000 + 1600000}}\\
\Leftrightarrow v = 7072,84m/s
\end{array}\)
b) Áp dụng công thức
\(v = r.\omega = r.\frac{{2\pi }}{T} \Rightarrow T = \frac{{2\pi (R + h)}}{v} = \frac{{2.\pi .(6400000 + 1600000)}}{{7072,84}} = 7106,83s\)