Bài 2. Chuyển động tròn đều và lực hướng tâm
Một vệ tinh nhân tạo bay quanh Trái Đất theo quỹ đạo tròn cách mặt đất h=300kmh = 300 km, bán kính Trái Đất R = 6400 km. Lấy gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s^2.
a) Tính vận tốc chuyển động của vệ tinh.
b) Tính chu kì quay của vệ tinh.
c) Nếu mất lực hướng tâm, vệ tinh sẽ thế nào?
Quảng cáo
2 câu trả lời 246
Bài 2. Vệ tinh quanh Trái Đất
$R_T = 6400 km$, $h = 300 km$, $R = R_T + h = 6700 km = 6,7×10^6 m$.
a) $v = \sqrt{g R} = \sqrt{9,8 × 6,7×10^6} ≈ 8100 m/s$.
b) $T = \frac{2\pi R}{v} = \frac{2\pi × 6,7×10^6}{8100} ≈ 5190 s ≈ 1,44 h$.
c) Nếu mất lực hướng tâm $→$ vệ tinh bay theo tiếp tuyến quỹ đạo, rời khỏi quỹ đạo tròn.
Chúng ta cùng giải bài toán từng bước nhé! 🚀
Dữ kiện đã cho:
Độ cao quỹ đạo của vệ tinh: h=300h = 300 km =3×105= 3 \times 10^5 m
Bán kính Trái Đất: R=6400R = 6400 km =6.4×106= 6.4 \times 10^6 m
Gia tốc trọng trường: g=9.8g = 9.8 m/s²
Vậy bán kính quỹ đạo của vệ tinh là:
r=R+h=(6.4×106+3×105) m=6.7×106 mr = R + h = (6.4 \times 10^6 + 3 \times 10^5) \text{ m} = 6.7 \times 10^6 \text{ m}
a) Tính vận tốc chuyển động của vệ tinh
Vận tốc của vệ tinh chuyển động quanh Trái Đất có thể được tính theo công thức:
v=grv = \sqrt{g r}
Thay số vào:
v=(9.8)(6.7×106)v = \sqrt{(9.8) (6.7 \times 10^6)}
v=6.566×107v = \sqrt{6.566 \times 10^7}
v≈8.1×103 m/s=8.1 km/sv \approx 8.1 \times 10^3 \text{ m/s} = 8.1 \text{ km/s}
Vậy vận tốc của vệ tinh là khoảng 8.1 km/s. 🚀
b) Tính chu kì quay của vệ tinh
Chu kỳ quay TT của vệ tinh có thể tính theo công thức:
T=2πrvT = \frac{2\pi r}{v}
Thay số vào:
T=2π(6.7×106)8.1×103T = \frac{2 \pi (6.7 \times 10^6)}{8.1 \times 10^3}
T=4.21×1078.1×103T = \frac{4.21 \times 10^7}{8.1 \times 10^3}
T≈5.2×103 s=87 phuˊtT \approx 5.2 \times 10^3 \text{ s} = 87 \text{ phút}
Vậy chu kỳ quay của vệ tinh là khoảng 87 phút.
c) Nếu mất lực hướng tâm, vệ tinh sẽ thế nào?
Lực hướng tâm giúp giữ vệ tinh trên quỹ đạo quanh Trái Đất. Nếu lực hướng tâm mất đi, vệ tinh sẽ không còn duy trì chuyển động tròn đều nữa.
Nếu không có lực hấp dẫn giữ nó lại, vệ tinh sẽ tiếp tục chuyển động theo quỹ đạo thẳng (theo quán tính), có thể bay ra ngoài không gian.
Nếu vẫn chịu lực hút nhưng không đủ lực hướng tâm, vệ tinh có thể rơi xuống Trái Đất theo quỹ đạo xoắn dần do trọng lực kéo nó xuống.
Vậy, lực hướng tâm là yếu tố quan trọng để vệ tinh duy trì quỹ đạo quanh Trái Đất! 🌍🚀
Mình đã giải chi tiết từng phần, nếu bạn muốn kiểm tra lại hoặc hỏi thêm, cứ nói nhé! 😊📚
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
150255
-
97543
-
Hỏi từ APP VIETJACK59014
