Какую скорость должен иметь искусственный спутник Земли, чтобы он вращался по круговой орбите на высоте, равной двум радиусам Земли; трём радиусам Земли над поверхностью Земли? Радиус Земли равен 6400 км.
Дано:
$h_{1} = 2R$;
$h_{2} = 3R$;
R = 6400 км;
M = $6 * 10^{24}$ кг;
$G = 6,67 * 10^{-11} \frac{Н * м^{2}}{кг^{2}}$.
Найти:
$v_{1}$− ?
$v_{2}$− ?
СИ
R = 6 400 000 м.
Решение:
Первая космическая скорость равна:
$v_{1} = \sqrt{G * \frac{M_{з}}{R + h}} = \sqrt{G * \frac{M_{з}}{R + 2R}} = \sqrt{G * \frac{M_{з}}{3R}}$;
$v_{1} = \sqrt{6,67 * 10^{-11} * \frac{6 * 10^{24}}{3 * 6400 000}} = \sqrt{2,1 * 10^{7}} = 4583$ м/с ≈ 4,6 км/с;
$v_{2} = \sqrt{G * \frac{M_{з}}{R + h}} = \sqrt{G * \frac{M_{з}}{R + 3R}} = \sqrt{G * \frac{M_{з}}{4R}}$;
$v_{2} = \sqrt{6,67 * 10^{-11} * \frac{6 * 10^{24}}{4 * 6400 000}} = \sqrt{1,56 * 10^{7}} = 3950$ м/с ≈ 4 км/с.
Ответ: 4,6 км/с; 4 км/с.