3. Какую работу нужно затратить, чтобы запустить на орбиту вокруг Земли спутник массой 5 т, если он летит со скоростью 8 км/с на высоте 100 км? Чему равна механическая энергия спутника на орбите? Теоретическое исследование

Ответ:

1.28*10^11

Объяснение:

Для запуска спутника на орбиту необходимо преодолеть гравитационное притяжение Земли и импульс его движения должен быть достаточным для оставания на орбите. Для этого необходимо использовать ракетный двигатель, который обеспечивает начальную скорость и высоту полета.

Масса спутника M = 5 т = 5000 кг, начальная скорость v = 8 км/с = 8000 м/с, высота полета h = 100 км + радиус Земли R = 6,38 млн м = 6380 км.

Рассчитаем необходимую работу для запуска спутника на орбиту. Работа - это энергия, которую нужно затратить, чтобы переместить тело на определенную высоту и скорость. Разность потенциальной энергии и кинетической энергии в начальный момент равна нулю, поэтому работа будет равна кинетической энергии тела:

E = (m*v^2)/2 - GMm / (R+h)

где G - гравитационная постоянная, M - масса Земли, m - масса спутника.

Подставляем значения и получаем:

E = (5000*8000^2)/2 - 6.67*10^-11 * 5.97*10^24 * 5000 / (6380+100)*1000

E = 1.28*10^11 Дж

Таким образом, для запуска спутника массой 5 т на высоту 100 км на скорости 8 км/с нужно затратить работу 1.28*10^11 Дж.

Механическая энергия спутника на орбите будет равна его кинетической энергии:

E = (m*v^2)/2 = (5000*8000^2)/2 = 1.28*10^11 Дж.