Ответы на вопросы §21 ГДЗ Перышкин 9 класс (Физика)
Приведите примеры (из области астрономии), доказывающие, что при отсутствии сил сопротивления тело может неограниченно долго двигаться по замкнутой траектории под действием силы, меняющей направление скорости движения этого тела.
Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на Землю?
Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли свободным падением?
Что необходимо сделать с физическим телом, чтобы оно стало искусственным спутником Земли?
Выведите формулу для расчёта первой космической скорости спутника, движущегося по круговой орбите вблизи поверхности Земли.
Как движется спутник, обладающий первой космической скоростью; второй космической скоростью?
1. Примеры из астрономии: обращение планет вокруг Солнца и спутников вокруг планет. При отсутствии сопротивления такие тела могут очень долго двигаться по замкнутой траектории под действием силы, которая лишь меняет направление их скорости.
2. Спутники не падают на Землю, потому что их большая скорость направлена по касательной к орбите. Сила тяжести постоянно отклоняет спутник к Земле, но из-за большой скорости он всё время «промахивается» мимо неё.
3. Да, обращение спутника вокруг Земли можно считать свободным падением, так как на него действует только сила тяжести.
4. Чтобы тело стало искусственным спутником Земли, ему нужно сообщить первую космическую скорость.
5. Для движения по круговой орбите сила тяжести играет роль центростремительной силы:
$$\frac{mv^2}{r}=\frac{GMm}{r^2}$$
Отсюда
$$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}$$
Если спутник движется вблизи поверхности Земли, то $$r=R_{\text{З}}$$, и тогда
$$v_1=\sqrt{\frac{GM}{R_{\text{З}}}}=\sqrt{gR_{\text{З}}}$$
Это и есть формула первой космической скорости.
6. Спутник, обладающий первой космической скоростью, движется по круговой орбите вокруг Земли. Если скорость больше первой космической, орбита становится эллиптической. При достижении второй космической скорости тело покидает поле тяготения Земли и уходит в космическое пространство.
